一种TM_(01)多模耦合器

提出了一种频段间隔较远的双频段工作的TM01模耦合器设计方法.该耦合器由耦合器主体和合成网络两部分构成.耦合器主体将两个频段分离开,合成网络将低频段的圆极化收发与线极化跟踪两两分离开.阐述了设计原理,设计了一个Ka频段耦合器,测试性能良好.

弱导波导多模干涉耦合器结构参量优化设计

本文分析了以硅基底上二氧化硅波导为代表的弱导波导多模干涉 (MMI)耦合器件输入 (出 )波导位置及宽度和 MMI长度等结构参量对器件性能的影响 .提出了参量空间法 ,在给定工艺材料参量和多模波导宽度情况下 ,通过匹配各结构参量 ,制出均匀性好、附加损耗低的弱导波导多模干涉耦合器件 .

基于多模干涉耦合器的阵列波导光栅设计研究

研究了基于多模干涉 (MMI)耦合器的阵列波导光栅 (AWG) .通过模式传输分析方法 ,分析了多模干涉耦合器及阵列波导 ;并给出在硅基底上的二氧化硅波导上四通道 10 0GHz

4×4区域调制多模干涉耦合器SOI光波导开关的设计

根据区域调制多模干涉耦合器光开关的工作原理 ,以 2× 2区域调制多模干涉光开关为基础 ,采用级联的方式设计了 4× 4区域调制多模干涉SOI光波导开关。用有限差分二维BPM方法模拟了器件在不同工作状态下的光场传输情况。器件工作波长为 1.5 5 μm ,在不计耦合损耗时器件的平均插入损耗小于 2 .0dB/cm。

一种多模干涉耦合器的性能模拟

为减小多模干涉(Multimode Interference,MMI)耦合器件的尺寸,提出一种多模波导宽度为指数型变化的Taper结构.理论分析了多模波导长度与该Taper结构的参量之间的关系.与已被用于减小MMI器件尺寸的抛物线型Taper结构相比,该结构可进一步减小器件的尺寸.就几种波导结构参量下的MMI耦合器,利用宽角光束传播法进行了数值模拟.结果表明,指数型MMI耦合器的性能与抛物线型MMI耦合器的性能类似.指数型Taper结构可以用于MMI器件以减小该类器件的尺寸.

不同衬底折射率的多模干涉耦合器(英文)

设计了一种具有不同衬底折射率的新型多模干涉耦合器 ,在多模波导区引入了更强的光场限制 ,激发更高阶的导模 ,从而提高映像质量 采用二维有限差分波束传播方法模拟了这种新型的结构 ,结果表明 :与传统结构相比 ,以功率均衡性和附加损耗为衡量标准的映像质量有了明显提高

多模干涉耦合器及其在光通信系统中的应用

文章概述了多模干涉耦合器的结构、工作原理和目前常用的分析方法,重点阐述了多模干涉耦合器的光传输特性.最后,详细介绍了多模干涉耦合器在光纤通信系统的多种用途.

一种基于多模干涉耦合器的模转换与合并器件的设计

多模波导干涉(MMI)耦合器在集成光路中被用来实现波导模式的转换或合并。对于实际的基于硅绝缘体(SOI)的三维波导,数值设计方法是必需的。采用有限差分波束传输法(FD-BPM)设计了一种66%模式转换、合并器。首先由FD-BPM求出MMI耦合器的输入、输出波导所支持的基模和一阶导模的模场分布,通过数值方法得到MMI耦合器的长度,然后将求得的模场作为输入波场,经过FD-BPM运算后在器件输出面上计算交叉积分得出实际的由基模转换为一阶模的功率百分比。对于算例中采用的SOI波导,器件长度为829μm,65.7%的功率由基模转换为一阶模。

位置数为2的多模干涉耦合器相位关系分析

根据多模干涉耦合器的自映像原理,分析了位置数为2的多模干涉耦合器相位关系.相位关系与输入场位置有关,得出位置数为2的多模干涉耦合器相位关系表达式.用导模传输分析法验证了相位表达式的正确性,为一维和二维限制的多模干涉耦合器的设计提供了理论基础.

InP基1×4多模干涉耦合器的设计与制作

在密集波分复用系统中,多波长DFB激光器阵列与多模干涉耦合器集成光源器件具有重要的应用前景.为了研制多波长集成光源中的宽带可用低损耗光耦合器,利用三维有限差分光束传播法仿真设计了一种具有强限制作用的InP/InGaAsP材料的多模干涉型耦合器.输入/输出端波导均采用楔形结构以降低多模干涉型耦合器的插入损耗,提高各个输出端口的出光平衡度.根据仿真结果,结合波导芯层为采用外延生长设备,采用反应离子刻蚀工艺制作了1×乘4多模干涉型耦合器.利用自动对准波导耦合测试系统对所制作器件的插入损耗和出光平衡度进行测量.测试结果表明,该器件在1 550nm波长附近的40nm带宽范围内获得了约2.6dB的通带平坦度,在1 550nm通信波长处,器件的插入损耗低于10dB.

硅基槽波导级联多模干涉耦合器型偏振分束器

提出了一种基于硅基槽波导的级联多模干涉(MMI)耦合器型偏振分束器,由锥形及矩形结构MMI耦合器构成.级联结构使器件长度无需为两偏振模自镜像长度的公倍数,不仅能有效减小器件尺寸,而且提高设计灵活性.同时,利用槽波导的高双折射特性及MMI耦合器的锥形结构,可进一步缩短器件尺寸.分析结果表明,所提器件能够有效实现偏振束分离,两级MMI工作区总长度仅为42μm,准TE与准TM模的偏振消光比分别为29.8和31.4d B,1.55μm波长下的插入损耗分别为0.395和0.699 d B,偏振消光比大于20 d B时光带宽为43 nm,覆盖整个C波段.最后,详细分析了器件关键参数的制造误差对器件性能的影响.

基于X切薄膜铌酸锂的4×4 MMI耦合器的设计和制造

针对多模干涉(MMI)耦合器存在尺寸大、插入损耗高、工艺复杂的问题,在基于X切薄膜铌酸锂(X-cut TFLN)平台上设计了一种基于横电(TE)模式的4×4 MMI耦合器,采用三维时域有限差分(FDTD)方法对MMI区域长度及宽度进行仿真优化,最后根据优化结果并利用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀方法在该平台上制造4×4 MMI耦合器。仿真结果表明,优化后的4×4 MMI耦合器总插入损耗为0.36 dB,实际测量插入损耗为0.78 dB。

高均匀性1×4多模干涉耦合器的研究与设计

针对多输出端口输出光功率的不均匀性问题,文章设计了一种基于绝缘体上硅(SOI)的1×4多模干涉(MMI)耦合器,提出了一种优化其均匀性的新方法。耦合器输入/输出端采用锥形波导,为提升MMI耦合器的均匀性,对输出端锥形波导采用不等宽设计,通过优化,四路输出端口均匀性高达0.0074 dB,而总的插损仅有0.058 dB。依据该方法最终使得输出端波导的传输常数失配,避免了波导之间的串扰,实现了对MMI耦合器输出端口均匀性的提升。

太赫兹波段的taper型多模干涉耦合器

随着通信技术的飞速发展,传统微电子行业出现瓶颈,人们更多地寄希望于集成光路来实现新的突破。硅基光子学因其自身材料以及制造工艺等方面的优点而备受关注。其中,硅基耦合器作为重要的硅基无源器件,是实现光的片上合束和分束的关键。多模干涉(multimode interference,MMI)耦合器具有损耗低,工艺容差性大且带宽较大等优点,是一种常用的集成光学器件。从MMI耦合器的自映像成像原理出发,利用导模传输分析法(guidemode propagation analysis,G-MPA)对MMI中的模场分布情况进行分析,成功设计出基于470μm高阻硅晶圆的太赫兹波段的taper型多模干涉耦合器。通过时域有限差分法(finite difference time domain method,FDTD)仿真优化其参数,实现了93.8%的耦合效率。

二维限制MMI耦合器自镜像特性(英文)

采用扩展的导模传输分析法 ,对二维限制多模干涉 (MMI)耦合器的自镜像效应进行分析 ,详细讨论了二维限制多模干涉耦合器的自镜像特性和在两个方向上各自都成完整像的要求 ,并用三维全矢量非旁轴近似光束传输法进一步验证了分析结果 结果表明 ,一维限制多模干涉耦合器的自镜像效应在一定条件下 ,可以拓展到二维限制多模干涉耦合器上 并且在强限制的波导结构中 ,二维自镜像效应可以看成二个相互垂直。

N×N集成光开关阵列模型

报道了由 2N个 1×N多模干涉马赫 曾德尔光开关组成的N×N光开关阵列结构 ,分析了这种结构的开关阵列优势和局限性 用场传输矩阵方法建立了 1×N多模干涉光开关的光场传输方程 给出了光开关阵列从任一输入端输入、从任一输出端输出时阵列开关的工作条件 在上述原理及理论基础上分析了 4×

MMI微压印模板的设计与研究

微纳米压印技术作为代替传统光刻的一种新兴技术,有着重要的应用潜力。近年来在直接加工微器件如微流体、微生物器件,特别是在微平面光学器件方面得到了较快的发展。采用微压印法直接加工聚合物微平面光学器件是一个具有实用价值和研究价值的课题。该文首先讨论并选取了聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA),研究了聚合物多模干涉(MMI)耦合器器件的微压印模板的设计和加工,讨论了压印模板材料的影响。根据典型基于MMI聚合物分光器件模板的设计实例,由聚合物的光学性能和分光要求,设计出模板的几何尺寸,通过微细加工工艺加工出模板,并给出了初步的热压印实验结果。

聚合物多模干涉微环谐振器的设计与分析

聚合物基微环谐振器作为低成本和易制备的集成光子器件受到了广泛的关注。利用多模干涉的自映像理论设计了微环谐振器,在直波导和环之间以2×2多模干涉耦合实现50∶50的分光比。在输入/输出波导和多模干涉耦合区连接部分引入了锥形结构以提高性能。分析了TE/TM波多模干涉区制备容差对附加损耗和均衡度的影响。分析了不同残留层厚度下正脊型波导的弯曲损耗。进一步仿真了半径为200μm微环的光谱响应。仿真结果表明设计极大的提高了微环的性能。

基于二维多模干涉效应的N×N光开关模型

报道了由两个N×N三维多模干涉耦合器和一段阵列相移波导组成的三维光开关.首先利用导模传输法分析了三维多模干涉耦合器的一般成像原理,并推导出了其成像位置以及相位矩阵.在此基础上,通过场传输矩阵法建立了光开关的传输方程.利用该传输方程计算得到了光开关工作时,阵列相移波导的相位条件,并通过三维有限差分光束传输法进行仿真验证,给出了光开关工作时的插损、串扰指标,以及光开关输出功率随相移波导相位变化的关系.

基于多模干涉器的三维模式转换分束器的设计

采用三维结构光子器件可以实现多维度的空分复用,即并行处理多路信号,从而增加传输容量,提高集成密度。文章根据三维多模干涉耦合器的自成像原理,设计了一种易于集成的三维模式转换分束器。该分束器可以将输入的基模光场转换为3个基模光场和3个一阶模光场输出。用聚合物材料设计并优化得到多模波导的长、宽和高分别为3 398.17、50.00和29.37μm。模拟结果显示,在1 550nm波长时的总传输效率为85.5%,其中基模输出光场的传输效率为28.9%,最大不均衡性为0.010dB;一阶模输出光场的转换效率为56.6%,最大不均衡性为0.004dB。