光通信C波段硅基导模共振窄带滤波器的模拟

结合严格耦合波理论和遗传算法对C波段硅基导模共振滤波器进行了模拟分析.从模拟结果出发详细讨论了光栅周期、填充因子、光栅深度和入射角度对滤波器反射特性的影响.导模共振对光栅周期、填充因子、光栅深度和入射角度都有很高的敏感性,利用这一特点可以设计性能优异的硅基滤波器件.导模共振滤波器的共振波长峰值反射率达到了98.9%,峰值半高宽小于密集渡分复用(DWDM)O.8 nm的要求.

Abstract：

Simulated are silicon-based guided-mode resonant grating filters with narrow bandwidth for C-band optical communication.The effects of the characteristics of grating period,fill factor,the grating depth,the thickness of SiO_2 layer and incident angle on the reflection mechanisms of the filters are analyzed in detail based on the simulation results.Guided-mode resonant effect is very sensitive to such characteristics,which can be used to optimize silicon-based filters.The reflectance of the resonant wavelength of this filter reaches 98.9%,and the FWHM (full width at half maximum) is less than 0.8 nm limited by the DWDM (dense wavelength division multiplication) system.     

4×4热光SOI波导开关阵列

设计并制作了阻塞型和完全无阻塞型4×4热光SOI(silicon-on-insulator)波导开关阵列。开关单元采用了多模干涉耦合器(MMI)-MZI(Mach-Zehnder interferometer)结构的2×2光开关。阻塞型光开关附加损耗为4.8～5.4dB,串扰为-21.8dB～-14.5dB。完全无阻塞型光开关阵列附加损耗为6.6～9.6dB,串扰为-25.8～-16.8dB。两者的消光比都在17～25dB内变化,开关单元功耗小于230mW。器件的开关时间小于3μs。功耗和开关速度都明显优于SiO2基和聚合物基的开关阵列。     

SOI热光开关电学模型设计和应用

从控制和驱动电路设计者的角度，设计了Mach-Zehnder干涉仪型SOI热光开关的电学模型，对模型的电学特性进行的模拟及实验电路验证表明所设计的模型可以用来在电学实验中取代SOI热光开关，最后讨论了电学模型的应用。     

微腔调制常温Ge量子点光致发光特性

报道了微腔对Ge量子点常温光致发光的调制特性. 生长在SOI硅片上的Ge量子点的常温光致发光呈多峰分布，随波长增加，峰与峰之间的间隔增加. 这种多峰结构与SOI硅片所形成的微腔有关，只有满足特定波长的光致发光才能透出腔体并被探测器搜集. 模拟结果与实验结果吻合得很好，变功率实验也进一步证实了该结论.     

SOI光波导和集成波导光开关矩阵

报道了基于SOI(silicon-on-insulator)材料的光波导和集成波导光开关矩阵的最新研究进展.给出了截面为梯形的脊波导的单模条件,设计制备了MMI(multimode interference)集成耦合器和基于Mach-Zehnder光波导干涉仪的热光型2×2光开关,开关转换速度达到了5～8μs,驱动功耗仅为140mW,是当前国际上同类型光开关中转换速度最快的.在此基础上制备成功了4×4波导光开关矩阵,并实现了光信号在不同信道间的转换.     

SOI基光耦合器研究进展

文章综述了国内外光耦合器的最新研究进展,着重介绍了目前耦合效率最高(55%),且与偏振无关的双光栅辅助定向耦合器的工艺流程、结构性能以及进一步提高耦合效率的可行性.     

集成光开关阵列的研究进展

文中简要介绍了集成光开关阵列的研究进展,重点分析了不同材料和不同结构的开关 阵列的特点:绝缘体上的硅(SOI) 和III - V 族化合物半导体光开关阵列是阵列开关研究的重点,完全无阻塞简化树型和拜尼兹重排无阻塞型阵列开关有良好的综合性能,半导体光放大器(SOA) 光开关阵列已成为未来阵列开关发展的重要方向之一。     

光开关模块

光开关作为光通信中的重要器件，其集成化和模块化是必然趋势。光开关的模块化将应用许多重要的技术，如开关矩阵技术，光电集成技术、光纤与波导的耦合技术和芯片安装技术等。通过交叉型、树形、简化树型和扩展树型结构，可将光开关单元集成为大规模的完全无阻塞型开关矩阵。混合光电集成是将光器件、波导、微电子器件和电路等，分别选择各自最合适的材料和最优化的工艺进行制作，所以成品率高而成本低，是目前主要的光电集成形式。采用v型槽技术可以实现光纤和波导的高精度自对准耦合。从微电子技术发展而来的光SMT和光MCM技术，是光开关等光电器件的新型封装技术。     

SOI热光调制器

设计和制作了多模干涉马赫曾德型热光调制器.通过合理选择SOI光波导的埋层和包层的厚度,使制作出的调制器有良好的综合性能.调制器调制深度为91% ,功耗为0 .35 W,调制速度约为2 7μs.减小多模干涉耦合器的设计误差和提高刻蚀均匀性可以改善调制器的性能     

高可靠性16×16 SOI热光开关阵列

在分析加热器对热光开关阵列可靠性影响的基础上,提出了一种新的热光开关阵列控制和驱动电路.分析表明,在假设加热器失效率为5%的情况下,新控制和驱动电路可以使16×16 SOI热光开关阵列的可靠性从34.99%提高到92.30%.同时,采用引入控制信号预处理模式,使封装后的热光开关阵列控制端口数从34个减少到10个.在采用新的控制和驱动电路基础上,研制出高可靠性的16X16 SOI热光开关阵列.