高效铌酸锂薄膜波导模斑转换器设计

铌酸锂薄膜光子集成技术在高速光电子领域不断凸显,被广泛用于各种片上功能实现,如电光调制、光频梳、滤波器、非线性光学频率转换器、非线性量子光源、激光器等。在铌酸锂薄膜光子集成技术发展过程中,目前面临的一个重要的技术瓶颈就是铌酸锂薄膜纳米波导与单模光纤的高效耦合。针对这一问题,设计了一种基于SiO_(2)、SiON锥形结构以及双层铌酸锂锥形结构的模斑转换器,实现铌酸锂薄膜纳米波导与单模光纤之间模式和能量的高效传递与转换。采用三维有限差分光束传播法对器件结构进行了模拟仿真,并优化了结构参数,可实现与铌酸锂薄膜波导与单模光纤的高效耦合,耦合效率在82.2%~89.0%之间,同时,得到了±1.8μm光纤耦合对准容差,可为下一步制备出高效耦合的铌酸锂薄膜光子器件提供参考。

基于3D-GM-BPM的平行定向耦合器模拟研究

提出了基于伽辽金法的三维光束传播法(3D-GM-BPM),可直接应用于三维波导光电子器件的光波传输模拟,并用它模拟分析了基于脊形光波导的平行定向耦合器的光波传输特性.3D-GM-BPM最终归结为求解一阶常微分方程组,导出矩阵小,计算效率高.另外,平面映射边界条件使该方法无须引入人工边界条件,因而消除了非物理反射,有较高的计算精度.

InGaAs/InAlAs多量子阱脊形光波导及其定向耦合器准矢量分析

运用基于三角函数展开的三维准矢量束传播法分析了由InGaAs/InAlAs多量子阱(MQW)构成的脊形光波导及其定向耦合器;获得了脊形光波导承载的模场分布及其有效折射率,并观察到了TM模的奇变;模拟了光波在定向耦合器件中的传输演变情况.所得结果为制作由此为基础的复杂器件奠定了基础.