1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅的研制

采用高精度光刻版、PECVD材料生长、反应离子刻蚀和端面8°角抛光等技术,设计并研制了1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅.研制的AWG芯片,其相邻通道引起的通道串扰小于-28dB,非相邻通道引入的串扰小于-35dB.通道的插入损耗在进行光纤耦合封装后进一步提高,平均损耗约为4.9dB,不均匀性约为1.72dB.     

40通道100G间隔AWG的研制

本文利用BPM算法设计了40通道100G间隔的AWG,并利用PLC标准工艺制作了AWG器件.该器件的插入损耗为4 dB,相邻通道串扰为30 dB,非相邻通道串扰为38 dB,1 dB带宽为0.26 nm,实现了预先设计的目标.     

基于石英衬底的16通道二氧化硅可调复用器/解复用器的单片集成

本文是关于可调复用器/解复用器的单片集成,它由一个16通道200 GHZ的二氧化硅阵列波导光栅和一组马赫增德尔干涉型热光可调光衰减器阵列构成。该集成器件是基于石英衬底的,与基于硅衬底的器件相比,省去了沉积下包层的工艺步骤,并且降低了器件功耗。该集成器件的插入损耗是-5 dB,串扰小于-22 dB。在衰减为20 dB的时候每个通道的功耗只有110 mW。     

32信道聚合物阵列波导光栅的制作与测试

对一个32通道的聚合物阵列波导光栅进行了研究和制作.经过旋涂、光刻、反应离子刻蚀等工艺过程,利用A1掩膜技术和回融技术进行了器件的制作.实验结果表明,回融技术使样本的波导表面的均方根粗糙度降低了约0.02μm.测试结果表明,器件的结构指标与理论设计值基本相符,并且波导在C波段上实现了单模传输.器件的插入损耗约为35dB,相邻通道串扰小于-20dB,很好地实现了波分复用功能.     

基于光纤光栅的新型OADM

首先提出了一种基于光纤光栅的新型光分插复用器(opticaladd/dropmultiplexer,OADM),它具有尺寸小、插损低、串扰低、可调谐等优点,特别是带内同频串扰,同基于光纤光栅的普通型OADM相比较,它具有更小的带内同频串扰,在下载端口的带内同频串扰小于-80dB,上载端口的带内同频串扰小于-50dB.这种结构的OADM在网络中也显示出优越的性能.     

SiO2 8×8阵列波导光栅的研制

在Si基SiO2材料上设计并制作了中心波长为1.55 μm、通道间隔为0.8 nm的8×8阵列波导光栅(AWG).详细介绍了器件的设计、制作和测试,并对测试结果及工艺误差进行了深入的分析讨论.封装后的测试结果显示,器件的3 dB带宽为0.22 nm;中央通道输入时,最小和最大插入损耗分别为4.01 dB和6.32 dB;边缘通道输入时,最小和最大插入损耗分别为6.24 dB和9.02 dB;对比不同通道输入时输出通道的中心波长,其偏移量低于0.039 nm;器件的通道间串扰小于-25 dB;偏振依赖损耗(PDL)小于0.3 dB.     

相位误差对AWG波分复用器非相邻通道串扰影响的分析

分析了工艺制作过程中引入的阵列波导相位误差以及由其所引起的非相邻通道间串扰性能的劣化,给出了相应的分析公式.利用该公式,可以简捷地分析所设计的AWG型器件的非相邻通道串扰水平,为优化AWG型器件的设计提供依据.     

相位误差对AWG波分复用器非相邻通道串扰影响的分析

分析了工艺制作过程中引入的阵列波导相位误差以及由其所引起的非相邻通道间串扰性能的劣化,给出了相应的分析公式.利用该公式,可以简捷地分析所设计的AWG型器件的非相邻通道串扰水平,为优化AWG型器件的设计提供依据.     

一种新型光分插复用器及其应用

提出并分析了一种基于光纤光栅的新型光分插用器（OADM）。与基于光纤光栅的普通型OADM相比，具有更小的同频串扰，下载端口的同频串扰小于－80dB，上载端口的同频串扰小于－50dB；而且可以上下载任意波长信号。     

聚合物热光可变光衰减器

提出一种旁路结构聚合物热光可变光衰减器(variable optical attenuator,VOA)的设计,采用旁路波导可提高衰减效率并降低串扰.软件模拟验证,无间距旁路VOA衰减可达28dB,比未加旁路波导的相同结构VOA增加10dB,但同时插入损耗增加0.3dB,串扰低于-44dB,理论功耗为40mW.采用倒脊形结构研制了原理性的热光聚合物VOA,测得衰减大于11dB,相应输入电流为66mA,具有明显的热光效应.     

多通道薄膜铌酸锂阵列波导光栅研制

基于薄膜铌酸锂材料平台，通过开发金属掩膜与ICP刻蚀相结合的波导制备工艺，研制出了8通道且通道间隔400 GHz的阵列波导光栅，器件整体尺寸为1.28 mm×1.38 mm。测试结果表明，该阵列波导光栅的串扰小于-15 dB，通道非均匀性小于0.5 dB。该器件为薄膜铌酸锂基波分复用技术积累了研制经验，并有望推进多通道微波光子模块的小型化应用。     

基于硅纳米线波导的16通道200GHz阵列波导光栅

设计了基于硅纳米线波导的16通道,通道间隔为200GHz的阵列波导光栅(AWG)。传输函数法模拟了器件传输谱,结果表明器件的通道间隔为1.6nm,通道间串扰为31dB。器件利用SOI材料,由193nm深紫外光刻工艺制备。光谱测试结果分析表明,通道串扰为5-8dB,中心通道损耗2.2dB,自由光谱区长度24.7nm,平均信道间隔1.475nm。详细分析了器件谱线畸变的原因。     

基于光纤光栅的新型OADM

首先提出了一种基于光纤光栅的新型光分插复用器(optical add／drop multiplexer,OADM),它具有尺寸小、插损低、串扰低、可调谐等优点,特别是带内同频串扰,同基于光纤光栅的普通型OADM相比较,它具有更小的带内同频串扰,在下载端口的带内同频串扰小于-80dB,上载端口的带内同频串扰小于-50dB。这种结构的OADM在网络中也显示出优越的性能。     

50/100GHz AWG型光学梳状滤波器的设计与制备

以Si基SiO2平面光波导为基础,设计并制备了50/100GHz AWG型光学梳状滤波器.制备得到的AWG型光学梳状滤波器可以覆盖1520～1585nm的波长范围,共有160个信道.功率输出不均匀度＜0.5dB,插入损耗＜8dB,相邻通道的串扰＞13dB,在距离中心频率最远的信道,输出频率偏离ITU标准15GHz.分析了影响器件串扰和信道频率偏移的原因,并提出了相应的解决办法.     

用于单片集成的InP阵列波导光栅设计和制备

InP 阵列波导光栅(AWG)是InP 基单片多波长转换器中的重要单元。采用深脊型波导结构,设计了一种10通道、通道间隔200GHZ(1.6nm)的偏振无关型InP基阵列波导光栅。采用外延技术、光刻、感应耦合等离子体刻蚀技术等在实验室制造出了这种AWG。经过测试,插入损耗约为-8dB,串扰小于-17dB,中心通道和旁边通道的通道均匀性基本上在3dB左右。     

硅基竖直耦合三环谐振波分复用器的特性

对1×N信道硅基竖直耦合三环谐振波分复用器的传输特性进行了分析,给出了光学传递函数的公式.在中心波长1550.918nm、波长间隔1.6nm的情况下,对其振幅耦合比率、波谱响应、分光光谱、插入损耗、信道间的串扰进行了数值模拟.计算结果表明,该器件具有以下良好性能:若取小环与信道间的振幅耦合比率为0.27,小环与大环间的振幅耦合比率为0.06,该器件具有箱形波谱响应,输出光谱中的次峰值已被抑制到-25dB,谐振峰平坦且陡峭,3dB带宽约为0.28nm,每条输出信道的插入损耗及串扰较小,插入损耗小于0.71dB,串扰可降至-53dB以下.     

基于LiNbO3非对称电极1×2Y分叉数字光开关

提出了一种基于LiNbO3材料的非对称电极Y分叉数字光开关(DOS)结构.其特点是采用非对称电极结构加强锥形区和强耦合区的电极控制作用,从而提高开关的性能.计算机模拟显示,使用高于6 V的开关电压,其串扰可以压低到-26 dB左右,比对称电极结构约低8 dB,实验结果也验证了这种开关结构的可行性.在LiNbO3衬底上,通过Ti扩散波导工艺制作的样品,当开关电压为15 V时,串扰达到了-24 dB左右.     

50/100GHz AWG型光学梳状滤波器的设计与制备

以Si基SiO2平面光波导为基础,设计并制备了50/100GHz AWG型光学梳状滤波器．制备得到的AWG型光学梳状滤波器可以覆盖1520～1585nm的波长范围,共有160个信道．功率输出不均匀度＜0.5dB,插入损耗＜8dB,相邻通道的串扰＞13dB,在距离中心频率最远的信道,输出频率偏离ITU标准15GHz．分析了影响器件串扰和信道频率偏移的原因,并提出了相应的解决办法．     

高线性波分复用模拟光链路的设计及实现

面向多路射频模拟信号的高线性传输需求，基于强度调制-直接探测的原理，提出了基于波分复用技术的模拟射频光传输方案；利用高线性度模拟直调半导体激光器、波分复用器、模拟光电探测器，设计了基于微波光子技术的波分复用射频光传输链路，该链路具有低串扰、低失真、链路增益可调等性能。利用该链路进行了直调激光器、驱动控制电路、射频光发射模块和光接收模块的样机研制。对所研制出的样机进行了实验测试。测试结果表明：通道增益可在-30～10 dB调谐，通道内基波与二次谐波抑制比高于50 dB，相邻及非相邻通道间射频串扰均低于60 dB，相位一致性在±5°以内。针对不同的信号输入功率，在线调整链路增益，改善链路的信噪比或非线性失真效应。设计和研制的样机可用于低频段射频信号的光纤传输。     

基于绝缘体上硅材料的25通道200 GHz的阵列波导光栅

报道了基于绝缘体上硅材料的25通道、信道间隔200 GHz的阵列波导光栅, 分别优化了输入波导/输出波导/阵列波导间的最小间距 (Δxi/Δxo/d) , 及其自由传播区和阵列波导之间边界结构 (W2/L2/L3) .实验结果表明, 该阵列波导光栅的插入损耗为5～7 dB, 串扰为13～15 dB, 该阵列波导光栅的性能得到有效提升.同时也提出了减小插损与串扰的进一步优化方案.