基于悬空槽波导的高灵敏度折射率传感器

介绍了一种基于绝缘体上硅(SOI)的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型高灵敏度折射率传感器。在该传感器中采用悬空槽(SSlot)波导作为传感臂,条形波导作为参考臂,利用两臂不同模式之间的干涉提高传感器的灵敏度。分析了MZI型传感器的工作原理,推导了灵敏度公式,通过灵活调节两臂长度和合理设计SSlot波导,实现了9.824×10^(4)nm/RIU的高灵敏度。该传感器还具有尺寸小、制造简单等优势,可广泛应用于生物医疗、环境监测等领域。

具有模式保持功能的片上模式分离器

提出一种具有模式保持功能的片上模式分离器方案。该方案基于多模干涉耦合器(MMI),通过在MMI多模区加入微型热电极,并通过合理设计热电极的位置和精确控制热电极的加热温度,实现TE0、TE1和TE2三种模式的分离,其插入损耗均低于1.06 dB,模式串扰均低于-15.38 dB。该方案具有模式分离数量多和可扩展的优势,可被广泛用于信号处理系统和通信系统中。

高Q值、超窄带宽反向耦合型相移光栅

相移光栅是光子集成电路的基本元件之一,被广泛应用于多种领域中。与传统的反射型相移光栅相比,反向耦合型相移光栅无需光环形器,易实现大规模集成。提出了一种高Q值、超窄带宽的反向耦合型相移光栅。利用光栅的Moire效应,通过将不同周期的波导光栅组合在一起,实现了Q值为12893、3 dB凹陷带宽为0.12 nm的反向耦合型相移光栅。该相移光栅具有尺寸小、Q值高和凹陷带宽窄等优势,能被广泛应用于生物传感、激光器和波长滤波等领域中。

面向稀疏波分复用系统的超大带宽硅基光子滤波器

大带宽光子滤波器被广泛应用于稀疏波分复用系统中,而在硅基芯片上实现结构紧凑、性能优良的超大带宽滤波器仍然是该领域研究的重点。提出一种基于光栅辅助反向耦合器的超大带宽硅基光子滤波器。利用窄波导更低有效折射率和更分散电场分布的性质,实现了带宽为92.9 nm、器件长度为250.6μm的超大带宽滤波器。该滤波器具有矩形度高、带宽大、损耗低等优势,能满足稀疏波分复用系统中解复用等需求。

基于级联啁啾亚波长光栅辅助反向耦合器的超宽带可调滤波器

宽带、可调滤波器被认为是突破信息处理技术瓶颈的关键器件之一,可以有效提升信息网络的传输容量和频谱效率。提出了一种基于级联啁啾亚波长光栅辅助反向耦合器的超宽带可调滤波器。该滤波器采用绝缘体上硅材料,通过在反向耦合器中使用亚波长光栅和引入啁啾实现超宽带滤波,通过级联反向耦合器实现带宽可调。分析了反向耦合器的传输函数,提出了提高器件带宽的方法。采用单个反向耦合器结构可以实现带宽为64.07 nm,旁瓣抑制比大于10.5 dB,插入损耗约为0.60 dB的超宽带滤波器。通过级联该结构,可实现插入损耗为1 dB,带宽调节范围为44.30~48.92 nm的宽带可调滤波器。该宽带可调滤波器具有超大带宽、可调谐、矩形度高、尺寸小和可实现无中断传输等优势,能被广泛应用于光滤波和信息传输等领域中。