非对称Y分支光波导分路器的设计

在分析了非对称Y分支平面光波导理论的基础上,利用BPM算法,对Ti∶LiNbO3分支波导进行了计算和仿真,得到了其分叉角与功率分配的关系;同时对几个Y分支级联所构成的非对称分路器进行了研究,结果表明利用非对称光分路器分配光功率,可以满足不同用户的需求。这为制作光分支器提供了一种新的设计思路。

新型低损耗氧化硅Y分支光波导

提出了一种新型的Y分支光波导结构。该Y分支波导由一个入射波导、一个过渡波导和一对出射波导组成。过渡波导用于改善入射基模与出射偶对称模之间的场分布匹配 ,有效地提高了功率耦合效率 ,降低了分支耦合损耗。波束传播法 (BPM)数字模拟计算表明 ,该结构在 1 31μm和 1 5 5 μm波长下可分别达到 0 0 41dB和 0 0 5 2dB分支耦合损耗。实验中用等离子化学汽相沉积 (CVD)技术制备了SiO2 分支波导样品 ,在上述两波长下分别测得分支耦合损耗为 0 0 8dB和 0 0 9dB ,基本达到了设计指标。

Y分支3维光波导横截面折射率分布

为了实现一个表达式同时反映Y分支光波导在纵横两方向上的折射率分布,通过对玻璃结构和离子交换过程进行分析,采用逆向分离变量法提出了基于横向和纵向两个方向折射率分布函数乘积的横截面折射率分布函数,并利用MATLAB软件对优化结果进行了编程模拟。利用Tl^+-Na^+离子交换法在BK_7玻璃基底上制备了Y分支1×2型3维光波导,利用雅明干涉法对光波导横截面的折射率分布进行了测量。结果表明,利用改折射率分布函数模拟得到的Y分支光波导横截面折射率分布与雅明干涉法实验测得的结果吻合。该改进型折射率分布函数可以对Y分支光波导横截面折射率分布进行模拟,能准确快捷地对Tl^+-Na^+离子交换Y分支3维光波导横截面折射率分布进行重建。

基于最小传输损耗的余弦型Y分支结构参数分析

针对余弦型Y分支光波导结构,借助有限差分光束传播方法(FD-BPM)来模拟光波的传输过程,以获得最小传输损耗对应的重要结构参数值(波导宽度、过渡区长度、分支高度)。首先根据损耗的变化趋势,确定每个参数对应最小损耗的取值区间.并确定一个联合最优区域。进而在此区域内针对实际器件提取折射率来对各参数进行详细的定量分析,逐一锁定最优参数值,波导宽度10μm、过渡区长度6mm和分支高度80μm,这组参数对应分支的损耗远低于直接转向分支。此分析方法对于Y分支的结构设计和性能有所裨益。

基于光纤反射腔的高灵敏电流传感器方案

提出了一种基于平面Y分支波导与法拉第旋镜的高灵敏度光纤电流传感器结构方案。利用两个法拉第旋镜与平面Y分支波导构成一个光纤反射腔,通过光在腔中的多次反射来增加待测电流导致的传感光纤中的法拉第相移,从而实现对微弱电流的测量。该结构方案中首次采用了平面Y分支光波导,从而可降低光路系统损耗,增加灵敏度,为微弱电流测量的工程化提供了一种可行的方法。