基于铌酸锂的高阶可调谐布拉格波导光栅特性分析

提出了一种可在铌酸锂上利用光刻及钛扩散方法实现高阶可调谐的布拉格波导光栅结构,并对其相关特性进行了分析。分析了占空比、光栅阶数、波导宽度差及外加电压对高阶布拉格波导光栅反射谱特性的影响。结果表明,折射率调制度、最大反射率与零值带宽均随占空比呈周期性变化,中心波长随占空比的增加向长波方向漂移。在各阶光栅均取最佳占空比时,折射率调制度最大;随着光栅长度的增大,最大反射率增大而零值带宽减小。随着波导宽度差的增大,最大反射率及零值带宽均增大,中心波长向长波方向漂移。当外加电压增加时,反射谱谱线形状几乎不变化,中心波长会向长波方向漂移,且呈线性增长趋势。

高阶布拉格光栅在SOI脊形波导上的光刻制作

在SOI脊形波导上通过光刻的方法制作了高阶布拉格光栅。采用顶层Si厚为2μm的SOI基片，通过半导体芯片制备中的光刻工艺，在脊高为935nm，波导宽度为2肛m的脊形波导上，分别制作了刻蚀深度为565nm和935nm的起伏型高阶布拉格光栅，测试表明，在1540～1640nm波长范围内，得到了大于10dB的消光比，实现了高阶布拉格光栅在SOI脊形波导上的滤波效果。理论和实验都证明了光栅刻蚀深度的增大将有利于增加高阶布拉格光栅的耦合系数，以及光栅周期数的增加会引起更大的光栅损耗。

全刻蚀型布拉格波导光栅滤波性能研究

提出了一种基于绝缘层上硅波导的全刻蚀布拉格光栅滤波器。该器件可通过对顶部硅的一步刻蚀来实现,其特性使布拉格波长的调谐更加灵敏和有效。仿真研究结果表明,其一阶和三阶光栅的周期对波长调谐系数分别为33 nm/nm和11 nm/nm,光栅刻槽折射率对波长的调谐系数为1 nm/0.006。将光栅脊与刻槽的小折射率差与高阶光栅相结合,可以实现1550 nm波段更窄带宽的全刻蚀光栅滤波器。

基于轴向压缩技术的宽调谐光纤光栅滤波器的研制

研制了一种宽调谐光纤光栅滤波器(FBG)。该滤波器通过光纤插芯导引光栅,利用轴向压缩技术,实现了25nm的调谐。调谐过程中,FBG布拉格波长改变量与微位移台调节量呈良好的线性关系,FBG反射率波动小于0.59dB,3dB带宽波动小于0.1nm,装置稳定性较好,布拉格波长在30min内的漂移量小于0.07nm。

基于相位掩模法的高阶布拉格波导光栅特性

对基于相位掩模法的高阶布拉格(Bragg)波导光栅的特性进行了研究,不同阶数Bragg波导光栅的谐振波长均随饱和系数的增大而增大。综合考虑光栅阶数、相位掩模板衍射效率及饱和系数对Bragg波导光栅折射率调制幅度的影响,当Bragg波导光栅阶数为2,且饱和系数为0.67时折射率调制幅度达到最大,此时Bragg波导光栅的最大反射率最大,零值带宽最大。随着光栅长度的增大,最大反射率增大,零值带宽减小。波导光栅的饱和系数随写入光强与刻写时间乘积的增大而增大,当此乘积为160s·W/cm2时饱和系数为0.67,因此可以通过控制写入光强与刻写时间使饱和系数达到最优。