硅基波导用楔形模斑变换器的研究进展

楔形模斑变换器在利用硅基光子集成技术实现芯片间光互连中有着广泛的应用。文章概述了国内外楔形模斑变换器的最新研究进展。介绍了几种新型模斑变换器的结构及制作的工艺流程,并对其性能及影响楔形模斑变换器耦合效率的几个因素进行了分析比较,进而讨论了这几种模斑变换器存在的问题及进一步提高耦合效率的可能性。

应用于Ⅲ-Ⅴ族半导体光调制器的模斑变换器设计

半导体光调制器波导的输出模斑通常是直径为2～3μm的椭圆形,与光纤进行耦合时会因模斑不匹配而产生严重的耦合损耗,并影响对准容差.为降低光纤与调制器波导的耦合损耗,同时改善对准容差,设计了两种应用于光调制器中的模斑变换器（Spot-size Converter）,通过仿真对其传输损耗和模场耦合效率进行了比较,其中采用混合结构的模斑变换器具有更优的性能.

1.3μm偏振无关半导体光放大器单片集成模斑变换器

用金属有机化学气相外延生长并制作了 1.3μm脊型波导偏振无关半导体光放大器集成模斑变换器 ,器件有源区为同时采用压应变量子阱和张应变量子阱的混合应变量子阱结构以获得TE和TM偏振模式的增益平衡 ,模斑变换器采用一种新型脊型侧向锥形波导结构 ;集成模斑变换器的半导体光放大器远场发散角为 12°× 15° ,接近圆形光斑 ,与平头标准单模光纤耦合损耗为 - 2 .6dB ,在水平和垂直方向上的 - 1dB耦合对准容差分别为± 2 .3μm和± 1.6 μm ;在 2 0 0mA偏置电流下 ,半导体光放大器小信号增益近 2 4dB ,在 12 80～ 1340nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 .6dB。

基于自聚焦效应的新型模斑变换器

提出了一种新型的基于渐变折射率波导自聚焦效应的模斑变换器,分析了均匀折射率波导和渐变折射率波导的模式场分布及传输特性,研究了自聚焦效应的原理。利用时域有限差分法,计算得到了该变换器的插入损耗和回波损耗,所提模斑变换器与现有的最好模斑变换器的性能相当,但长度缩短至其1/6。该新型模斑变换器可用于集成光学系统中。