微纳米SiGe-SOI弯曲波导的设计

在绝缘体上硅(Silicon-on-insulator,SOI)材料的基础上,建立了SiGe-SOI微纳米尺寸的光波导结构模型,选取了损耗较小的S型SiGe-SOI弯曲光波导进行设计,并对其直波导和弯曲波导的模场进行了分析。设计中采用保角变换和三维全矢量BPM算法相结合的方法,对SiGe-SOI弯曲光波导进行了弯曲损耗分析,得到了弯曲半径对弯曲损耗的影响,给出了影响微纳米SiGe-SOI弯曲光波导设计的敏感参数。最后根据理论分析的结果,绘制了不同宽度的光波导版图,制作了微纳米SiGe-SOI弯曲光波导,并对其进行了测试分析,最终实验结果与理论分析一致,从而验证了该设计方法和理论分析的正确性。     

弯曲光波导端面修饰的设计方法

光波导的弯曲损耗一直是集成光学中一个值得人们重视的问题,为有效地减小光波导弯曲损耗,弯曲光波导的设计成为集成光学波导设计中的一个重要内容.本文在弯曲光波导保形变换方法的基础上,应用几何光学分析方法给出了波导弯曲损耗产生的简洁的物理图像,从而深入地分析了弯曲损耗产生的根本原因,并由此提出了弯曲光波导端面修饰的设计方法.理论分析表明,与传统的弯曲的光波导设计相比,该种设计方法可以有效地减小导波的模式泄漏,从而减小波导弯曲损耗.尤其是在弯曲光波导曲率半径、材料折射率等参数被设定的情况下,该种设计方法成为一种有效的设计方法.     

低损耗退火质子交换光波导弯曲损耗分析

波导弯曲部分是出现波导辐射损耗最大的地方，所以在设计弯曲波导时，有必要对波导的这部分进行优化设计处理。该文利用电磁场理论，完成对余弦形分支光波导弯曲部分损耗的数学建模．最后针对铌酸锂基片上，用退火质子交换法生成的分支光波导进行数值仿真。     

弯曲光波导模拟优化研究

用时域有限元差分（FDTD）方法弯曲光波导的优化仿真，减小弯曲光波导损耗。采用OPTIFDTD软件在曲率半径增大到一定的情况下，弯曲损耗在各种损耗中不占优势。在半径一定的条件下，适当选择波导的各个参数进行优化，可以使弯曲损耗达到最低，模拟了弯曲光波导中光的传播，得到了弯曲损耗的变化规律，波导参数不同，弯曲损耗不同，其中有一最佳参数点，由此得到弯曲光波导的参数优化设计值。     

光波导弯曲的结构优化

本文在简要给出光波导弯曲损耗产生机理的基础上,综合波导弯曲的纯弯曲损耗和过渡损大学生怕特点,就波导弯曲对弯曲结构函数及其曲率的要求,提出波导弯曲的三次样条优化方案,给出了广泛条件下的波导弯曲优化条件的新方法。该方法可广泛用于各种波导弯曲结构的优化设计,优化过程简单且可达高精度,文中给出了此新方案的比较和设计例子。     

硬脂酸质子交换X切LiNbO3光波导的制备技术研究

利用无毒、无腐蚀性的硬脂酸作为交换质子源, 研究了在X切LiNbO3晶片上制作单模条形光波导的工艺技术。通过对平板光波导的交换及退火特性的研究, 确定了获得单模条形光波导的工艺参数, 制作并测试了条宽不等的X切Y传LiNbO3单模条形光波导。结果表明该工艺条件下制作的条宽为6μm的单模波导实现了小于1dB/cm的传输损耗, 为采用硬脂酸作为交换质子源研制X切Y传LiNbO3集成光波导器件奠定了基础。     

硬脂酸质子交换X切LiNbO3光波导的制备技术研究

利用无毒、无腐蚀性的硬脂酸作为交换质子源,研究了在X切LiNbO3晶片上制作单模条形光波导的工艺技术。通过对平板光波导的交换及退火特性的研究,确定了获得单模条形光波导的工艺参数,制作并测试了条宽不等的X切Y传LiNbO3单模条形光波导。结果表明该工艺条件下制作的条宽为6μm的单模波导实现了小于1dB/cm的传输损耗,为采用硬脂酸作为交换质子源研制X切Y传LiNbO3集成光波导器件奠定了基础。     

Si基集成光学陀螺中弯曲波导特性研究

给出了Si基集成光学陀螺的光路结构,理论计算了余弦型弯曲波导的弯曲半径和弯曲损耗。仿真分析了弯曲波导的宽度、长度与弯曲损耗的关系,进而设计了集成光学陀螺用"K"形耦合器,并通过R-soft软件进行了仿真分析。搭建了弯曲波导的实验测试装置,分别测试了弯曲波导的传输损耗与光模场,结果表明,波导单位损耗为0.014dB/cm,验证了理论计算结果的正确性。采用光束扫描法测试了弯曲波导的模场,实验结果与理想高斯拟合曲线吻合。     

SOI波导弯曲损耗影响因素的分析

采用有效折射率方法EIM(effectiveindex method)和二维束传播算法(2D-BPM)对SOI(silicon-on-insulator)波导弯曲损耗的几种影响因素进行了分析.通过模拟发现弯曲损耗随弯曲半径的增大、波导宽度的增加及内外脊高比的减小而减小.同时,改进波导结构,例如在弯曲波导外侧刻槽可以减小SOI脊形波导的弯曲损耗.     

SOI波导弯曲损耗影响因素的分析

采用有效折射率方法EIM(effectiveindex method)和二维束传播算法(2D-BPM)对SOI(silicon-on-insulator)波导弯曲损耗的几种影响因素进行了分析.通过模拟发现弯曲损耗随弯曲半径的增大、波导宽度的增加及内外脊高比的减小而减小.同时,改进波导结构,例如在弯曲波导外侧刻槽可以减小SOI脊形波导的弯曲损耗.     

退火质子交换LiNbO3光波导低损耗耦合分析

利用光束传播法分析了退火质子交换铌酸锂光波导模场参数随波导宽度、深度和表面折射率改变的变化情况,指出波导模场受这些参数的综合影响,并讨论了波导结构参数对光纤．波导耦合效率的影响。结果表明,要实现最佳耦合,不同模场直径的光纤对波导结构参数的要求是不同的,这可供相应波导器件的设计和制备参考。     

LiNbO3电光调制器的优化设计与制作

铌酸锂晶体有良好的光声和电光性质,因而基于铌酸锂的集成光学器件已引起人们广泛关注。利用LiNbO3作为介质材料,设计M-Z干涉型强度调制器。选用低损耗的质子交换光工艺技术制备光波导。对质子交换铌酸锂光波导的制作工艺、波导特性及其应用进行了研究。对电极结构进行了优化设计。     

Reduction of bend losses in Ti:LiNbO3 waveguides through MgO double diffusion

A significant reduction in bend losses in Y-cut Ti: LiNbO3waveguides by means of a double-diffusion technique is reported. Compared to pure Ti: LiNbO3 waveguide bends, MgO: Ti: LiNbO3 waveguide bends offer a reduction in the necessary bend radius by a factor as large as eight, if a total bend excess loss of 1 dB is allowable.     

硅包层质子交换条形光波导的频率响应

退火质子交换工艺已成为一种制备低损耗铌酸锂光波导的重要技术.但目前对该类光波导传输特性的研究还不多.利用半矢量光束传播法,对硅包层X切退火质子交换铌酸锂条形光波导的频率响应特性进行了数值分析.给出了几种波导结构参数下的计算结果.结果表明,波导传输模式的衰减特性与波长相关.波导的衰减特性,可以通过调整波导表面中心处折射率增量,硅包层厚度,及缓冲层的折射率和厚度来控制.硅包层光波导可以用来制作光频滤波器.     

光纤陀螺用单Y 1.3 μm LiNbO3集成光学器件

用退火质子交换法制作了用于光纤陀螺的集分束器、相位调制器、偏振器为一体的LiNbO3集成光学器件 ,介绍了器件设计考虑 ,简述了器件的工作原理 ,并对其性能进行了分析     

用B样条函数对S形弯曲波导进行结构优化

S形弯曲波导是集成光器件中不可缺少的部分。在光开关阵列、星形耦合器以及阵列波导光栅等器件中。以及将多个元件集成到一个芯片上时，都需要很多的S形弯曲波导来实现波导的侧向位移和连接。其尺寸和损耗直接影响整个器件的损耗以及集成密度。弯曲波导插入损耗(不包括由于结构缺陷而产生的光的散射损耗)由两部分组成：纯弯曲损耗和过渡损耗。从弯曲损耗产生的机理人手，提出用B样条泛函逼近理论实现任意边界条件下S形的优化方法，得到纯弯曲损耗尽可能小，并消除与直波导相连处过渡损耗的S形波导。且与正弦、余弦和双圆弧曲线得到的S形进行对比，用光束传播法验证。结果表明优化曲线插入损耗明显小于双圆弧和余弦曲线。     

Laser-fabricated low-loss single-mode waveguiding devices in GaAs

A maskless laser etching technique was used to fabricate novel waveguides and waveguiding structures directly into the surface of GaAs/AlGaAs heterostructures. The modal and loss properties of these groove-defined structures have been measured as a function of waveguide geometry, and low-loss single-mode waveguides have been produced. The technique was used to fabricate various passive optical devices in a single processing step. Waveguide bend and branch losses were measured and are comparable to those in conventionally fabricated devices. Experimental results are described by simple theoretical models. The technique is attractive as a prototyping tool for developing and testing new integrated optic circuits     

新的质子源质子交换制作的Z切LiNbO3光波导特性

研究了用己二酸和苯甲酸的不同混合摩尔比作为质子源交换制作的Z切LiNbO3光波导的表面折射率改变、波导深度、折射率分布等光学特性。结果表明，在交换温度为230℃，交换时间为6h时，混合摩尔比较高时，波导为β4相；较低时，为β3相。在β4相时，混合摩尔比越大，波导的表面折射率改变和波导的深度越大；在β3相时，不同的混合摩尔比交换的波导光学特性差别不明显。用双晶X射线衍射法对单苯甲酸和混合摩尔比为60％制作的光波导进行X射线衍射。以上结果对波导器件的制作及理解波导折射率改变的物理机制提供了一些有用的信息。     

Ion implanted optical waveguides in LiNbO3

The fabrication of low loss single mode integrated optical waveguides by the implantation of He+ ions in LiNbO3 is reported. An assessment is made of the processing requirements in terms of implantation energy, ion dose and annealing parameters. Consideration is also given to the use of multienergy implants as a means of improving isolation between waveguide and substrate. Results on single mode planar waveguides show propagation losses below 1 dB cm?1 for laser light of 632.8 nm wavelength.