As_2S_8薄膜光致折射率效应及其在条波导制备中的应用研究

分别采用紫外光和He—Cd激光辐照,实验研究了As2S8非晶态薄膜的光致折射率变化以及膜厚变 化的现象,归纳了实验规律,初步分析了机理。利用光诱起折射率变化效应试制了As2S8玻璃条波导,实现了良好 的导波特性。

光波导-光纤耦合对接自动化系统的研究

开发设计了三种适用于光波导自动对接耦合的调芯方案:半值法、质心法、遗传法.完成了自动对接系统样机.通过了两类波导-光纤自动端面对接的实测.结果表明,该自动对接系统具有高效率低损耗对接的良好性能.

光波导端面耦合自动调芯仪研制

设计了两种适用于光波导高精度对接耦合的自动调芯方案 ,这两种方案从原理上克服了常规调芯过程依赖于对微变信号精确测试的困难。提出了实现自动调芯的结构 ,完成了调芯系统的光机电一体化、相应的控制程序以及与计算机的接口界面。采用通信用单模光纤作为标准光波导做了端面耦合试验 ,自动调芯结果显示 ,在 1310nm波长上 ,平均耦合损耗为 0 .0 75dB ,标准误差为 0 .0 0 99dB ;在 15 5 0nm波长上 ,平均耦合损耗为 0 .0 6 2dB ,标准误差为 0 .0 0 6 6dB。自动调芯过程在 2min内完成。

波导微环共振滤波器的滤波特性分析

根据波导耦合模理论详细研究了微环共振滤波器的滤波特性,分析了单环、串联双环、串联三环结构等波导微环共振滤波器的滤波特点。通过模拟计算发现,滤波带宽平坦化程度和信道串扰大小主要依赖于由波导构成的各方向耦合器之间的功率耦合比k,同时微环波导的损耗是器件滤波特性劣化的重要原因。在一定优化参数条件下,多环结构的滤波效果优于传统单环结构,并且各方向耦合器功率耦合比k值的优化取值范围扩大,降低了器件工艺实现难度。

基于遗传算法的光波导-光纤自动调芯系统的研究

开发了一种新的自动调芯方法,在光纤-波导-光纤的自动对接中导入了遗传算法原理。数值仿真表明该方法达到了小于0.0001dB的插入损耗。完成了调芯系统样机,单模光纤-单模波导-单模光纤的自动对接实验显示,在1310nm和1550nm波长上,光纤-波导端面耦合损耗平均值分别为0.134dB和0.109dB,标准误差分别为0.009dB和0.012dB,调芯时间累计不超过8m in。

可调谐高分子MMI光波导功率分配器的研究

设计了一种基于多模干涉(MMI)波导结构的可调谐功率分配器,利用高分子含氟聚酰亚氨材料的热光效应,调节多模波导中局部区域的折射率,可实现两单模输出导模的输出功率比在较大范围内连续可调谐。BPM防真证实了这一结果。

对偏振变动和膜厚变动脱敏的高分子波导宽带耦合器

针对高分子光波导制造工艺中波导芯厚度的均匀性难以控制 ,以及材料较大的折射率各向异性引起的偏振态依赖性的实际问题 ,提出了采用抗波导芯厚度误差、抗偏振变动的宽带波导耦合器回路结构的解决方案 ,并给出了优化设计的理论和方法 在实测了含氟聚酰亚胺薄膜的色散特性的基础上 ,采用该方法做了中心波长为 15 5 0nm、带宽为 12 0nm的 3dB含氟聚酰亚胺波导耦合器设计 该器件的三维BPM仿真运行结果表明 ,在上述带宽上 ,波导芯厚度变动在 7～ 8μm的范围内 ,两个正交偏振态均可实现 (5 0± 1.0 )

As_2S_8非晶态薄膜波导光学截止效应研究

报告了As_2S_8非晶态薄膜波导的光学截止（optical-stopping）效应的实验过程、初步结果和机理分析.介绍了硫系非晶态As2S8薄膜波导的制备工艺,以及实验光路和光学截止现象的过程.在实验基础上,结合有关硫系非晶态半导体中的其他一些光诱起现象的报道,我们提出了以微结构变动为前提、结合半导体能级理论的电子泵浦模型,解释了实验现象.

聚合物波导折射率渐变型Spot-size converter设计

围绕光致折射率变化聚甲基苯基硅烷高分子光波导,设计了新型的折射率渐变型 Spot-size converter,可有效改善光纤与光波导的端面耦合效率．BPM 仿真计算显示,耦合效率由78%提高到 91%,为器件制备提供了理论依据．

波导厚度变动、偏振变动以及折射率变动脱敏高分子宽带耦合器设计

针对高分子光波导在制造工艺中波导芯厚度难以控制、芯层和包层的折射率差变动时的随机性以及材料各向异性引起的偏振态依赖性等实际问题,提出了采用抗波导芯厚度误差、抗折射率差变动和抗偏振变动的宽带波导耦合器回路结构的解决方案,给出了设计的理论和方法。在实测数据的基础上,进行了带宽为120nm的3dB氟化聚酰亚胺波导耦合器设计。由该器件的三维BPM仿真结果表明,在上述带宽上,波导芯厚度的变动范围为7～8μm、相对折射率差变动范围为0 24%～0.30%,两个正交偏振态都具有(50±2.0)%功率输出比的良好特性。

消除波导厚度变动影响的高分子宽带耦合器设计

针对高分子光波导制造工艺中波导芯厚度的均匀性难以控制的实际困难,提出了采用抗波导芯厚度误差的宽带波导耦合器回路结构的解决方案,并给出了优化设计的理论和方法。在实测了含氟聚酰亚胺薄膜的色散特性的基础上,采用该方法做了中心波长为1550nm、带宽为120nm的3dB含氟聚酰亚胺波导耦合器设计。该器件的三维BPM仿真运行结果表明,在上述带宽上,波导芯厚度变动在7-8μm的范围内,器件的功率输出比保持了(50±0.9)%的良好特性。

硫族化合物非晶态薄膜波导optical-stopping效应研究

本文通过实验对As2S8这种硫系非晶态材料的光学截止(optical-stopping)现象进行研究,报告了硫系非晶态As2S8薄膜波导的制备工艺,以及实验光路和光学截止现象的过程。并且结合了其它一些有关硫系非晶态半导体中的光诱起现象的报道,提出了以微结构变动为前提、结合半导体能级理论的电子抽运模型,对实验现象进行了解释。

光波导-光纤自动对接系统研究与实现

设计开发了适用于光波导高精度自动对接耦合的调芯方案:重心法、遗传法.提出了实现自动调芯的硬件结构;完成了调芯系统的光机电一体化、相应的控制程序以及与计算机的接口界面.通过波导-光纤自动端面对接的实测,结果表明,该自动对接系统具有高效率、低损耗对接的良好性能.

含氟聚酰亚胺波导波长分离耦合器优化设计

提出并采用统计优化的设计方法解决含氟聚酰亚胺波导波长交叉分离耦合器的偏振态变动的影响.在实测了含氟聚酰亚胺的色散和双折射特性的基础上,优化设计了40路波长信道、1550nm中心波长、0.8nm波长间隔的抗偏振变动的波长交叉分离耦合器.数值模拟显示波长周期偏移小于0.1nm,1dB带宽为0.5nm,3dB带宽为0.8nm,串扰小于-30dB,偏振变动导致的波长漂移小于0.08nm.

偏振脱敏高隔离度高分子波导分波器设计

提出了一种新的高分子波导分波器结构,用以改善波长串扰以及偏振变动、波长带宽等引起的劣化影响.主要技术特征是采用两支参量不同的波导来构成非对称定向耦合器.报告了用非对称定向耦合器构成的马赫-泽德尔干涉型波导分波器的结构特点、基本工作原理和光学特性,详细讨论了器件的设计原理和器件性能优化的处理方法.采用三维波束传播法做了仿真验证,结果表明,该器件在1 550±5 nm和1 310±5 nm的波长带域上、对两个正交偏振态均实现了串扰小于-40 dB的高隔离度分波特性.

高分子光波导宽带耦合器的抗温变设计

提出了一种适合于宽带光波导耦合器的抗温度变动的优化设计理论和方法。使用该理论和方法，在1490nm-1610nm带域上，对含氟聚酰亚胺光波导做了宽带光波导3dB耦合器的抗温度变动设计。器件经三维波束传播法（BPM）模拟运行验证，结果表明，在120nm带宽上，从零下10℃至零上40℃的温度变动中，器件实现了（50±0.7）％功率输出比的良好特性。

光波导-光纤自动调芯系统研究

设计了两种适用于光波导高精度自动对接耦合的调芯方案 ,从原理上克服了常规调芯过程中微变信号精确测试的困难。完成了调芯系统的光机电一体化、控制程序和接口界面。单模光纤作为标准波导的端面耦合自动调芯试验显示 ,平均耦合损耗分别为 0 .0 75dB (1310nm波长 )和 0 .0 6 2dB (15 5 0nm波长 ) ,相应的标准误差分别为 0 .0 0 99dB和 0 .0 0 6 6dB ,调芯过程在 2min内完成。单模光纤单模波导单模光纤的对接耦合实验结果表明 ,端面耦合损耗平均值分别为 0 .14 0dB(1310nm波长 )和 0 .10 9dB(15 5 0nm波长 ) ,标准误差分别为 0 .0 0 82dB和0 .0 10 7dB ,调芯时间累计不超过

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。

宽带消波长依存波导耦合器的统计优化设计

提出了一种适合于宽带消波长依存波导耦合器的统计优化设计方法。使用该方法 ,在 12 80nm～ 165 0nm带域内 ,对Si基SiO2 光波导作了包括偏振变动优化在内的 5 0 %和 2 0 %功率耦合比的消波长依存波导耦合器的设计。两个器件经三维波束传播法 (BPM)模拟运行验证 ,结果表明 ,在 370nm宽带内 ,两个直交偏振态均实现了功率耦合比为 (5 0± 2 .1) %和 (2 0± 1.4) %、偏振变动量分别小于 0 .65 %和 0 .2 0

波导侧壁起伏对聚酰亚胺波导光学梳状滤波器串扰特性的影响及其改善方法

提出了一种结构模型来分析由工艺引起的波导侧壁起伏对于聚合物波导光学梳状滤波器的滤波特性的影响。含氟聚酰亚胺高分子聚合物制备多级马赫曾德尔串联型光学梳状滤波器件的工作参量为中心波长1550 nm,波长间隔为0.8 nm,40通道的波长交错分离。模拟计算表明,对由高分子聚合物材料制备的多级马赫曾德尔串联型光学梳状滤波器件,其主要影响是增大了信道之间的串扰,中心波长1550 nm处的信道串扰由理想情况下的-40 dB降为-12 dB,极大地影响了器件的性能。在此基础上,提出一种改善光学梳状滤波器串扰性能的新结构,该结构由多级马赫曾德尔耦合器和微环共振滤波器串接构成,40个通道的串扰改善为-30 dB以下。