作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室,北京 100083
2 河南仕佳光子科技股份有限公司 河南省光电芯片与集成重点实验室,鹤壁 458030
3 无锡芯光互连技术研究院有限公司,无锡 214000
推导了布拉格光栅三维耦合系数公式,构建了一种新型的波导型布拉格光栅三维数值模型,并基于此设计制备出一种基于SiO2平面波导结构的低耦合系数、窄线宽、高阶布拉格光栅。从理论设计和试验验证两方面系统分析了布拉格光栅刻蚀深度及占空比对光栅耦合系数和线宽的影响,并最终设计制备出了中心波长为1 554.053 nm,反射率为-8.5 dB,峰值半高宽为89 pm的SiO2波导结构布拉格光栅器件。本文设计制备的低耦合系数高阶布拉格光栅器件工艺简单,成本低,在滤波器、传感器及外腔窄线宽激光器领域中有广阔的应用前景。
平面光波导 二氧化硅 低耦合系数 高阶光栅 峰值半高宽 布拉格光栅 Planar lightwave circuit SiO2 Low coupling coefficient High-order grating Full width at half maximum Bragg grating 
光子学报
2023, 52(4): 0405001
作者单位
摘要
1 科技部高技术中心材料处, 北京 100044
2 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点联合实验室, 北京 100083
3 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
4 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
二氧化硅平面光波导(PLC)器件以其低损耗、高工艺容差, 以及与CMOS工艺兼容和与单模光纤模场匹配良好等优点, 在光通信、光互连和集成光学中得到了广泛的应用。文章综述了二氧化硅平面光波导器件及其应用的进展, 重点针对分束器、阵列波导光栅、可调光衰减器及其集成器件的最新研究进行了介绍, 对未来发展趋势进行了展望。
有源光子集成波导器件 无源光子集成波导器件 集成光学 光通信系统 active photonic integrated waveguide devices passive photonic integrated waveguide devices integrated optics optical communication system 
半导体光电
2021, 42(2): 151
作者单位
摘要
1 郑州大学 物理学院,郑州45000
2 中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室, 北京100083
3 河南仕佳光子科技股份有限公司 河南省光电芯片与集成重点实验室,河南鹤壁45800
采用Y型分支与深刻蚀布拉格波导光栅相集成的方案,制备了带有通道监控功能的1×8光分路器集成芯片。耦合封装后的集成光芯片同时实现了稳定的通道光信号传输与监控功能。集成光芯片8通道反射谱中心波长范围为1 597 nm~1 639 nm,间隔为6 nm,3 dB带宽最大为0.67 nm,通道反射率最低为88.24%。1 550 nm波长下测试8通道的平均插损为11.92 dB,输出均匀性为0.19 dB。本文设计并制备的集成光芯片结构简单、集成化高,可以应用于光纤到户建设及其他光网络传输中,实现网络链路状态的实时监控。
集成光芯片 Y型分支波导 布拉格波导光栅 光分路器 光纤到户 Integrated optical chip Y-branch waveguide Bragg waveguide grating Optical splitter Fiber to the home 
光子学报
2021, 50(5): 53
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Division of Quantum Materials and Devices, Beijing Academy of Quantum Information Sciences, Beijing 100193, China
4 Laboratory of Quantum Information, CAS, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
Quantum key distribution (QKD) provides a solution for communication of unconditional security. However, the quantum channel disturbance in the field severely increases the quantum bit-error rate, degrading the performance of a QKD system. Here we present a setup comprising silica planar light wave circuits (PLCs), which is robust against the channel polarization disturbance. Our PLCs are based on the asymmetric Mach–Zehnder interferometer (AMZI), integrated with a tunable power splitter and thermo-optic phase modulators. The polarization characteristics of the AMZI PLC are investigated by a novel pulse self-interfering method to determine the operation temperature of implementing polarization insensitivity. Over a 20 km fiber channel with 30 Hz polarization scrambling, our time-bin phase-encoding QKD setup is characterized with an interference fringe visibility of 98.72%. The extinction ratio for the phase states is kept between 18 and 21 dB for 6 h without active phase correction.
Photonics Research
2021, 9(2): 02000222
颜跃武 1,2安俊明 1,2张家顺 1,*王亮亮 1[ ... ]王玥 1
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
论述了光学相控阵的原理,回顾了光学相控阵的发展历程,特别是近年来硅光子相控阵的研究进展。利用与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺线相兼容的绝缘体上硅(SOI)技术实现了大规模的集成,目前国外报道的最大的硅光子相控阵集成了4096个阵元。在硅光子上实现的二维光束扫描角度可以达到46°×36°,光束宽度只有0.85°×0.18°,天线的损耗小于3 dB,且旁瓣抑制大于10 dB。此外,采用微机电系统(MEMS)器件实现的光学相控阵的光束扫描速度超过0.5 MHz。阐述了各种方式实现光学相控阵的优缺点,并对未来发展前景进行了展望。最后,介绍了光学相控阵在激光雷达、成像、**上的应用。
光学器件 光波导 光学相控阵 扫描角度 绝缘体上硅 
激光与光电子学进展
2018, 55(2): 020006
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Both the 4×20 GHz coarse wavelength division multiplexing and LAN-WDM receiver optical sub-assemblies (ROSAs) were developed. The ROSA package was hybrid integrated with a planar lightwave circuit arrayed waveguide grating (AWG) with 2% refractive index difference and a four-channel top-illuminated positive-intrinsic-negative photodetector (PD) array. The output waveguides of the AWG were designed in a multimode structure to provide flat-top optical spectra, and their end facet was angle-polished to form a total internal reflection interface to realize vertical coupling with a PD array. The maximum responsivity of ROSA was about 0.4 A/W, and its 3 dB bandwidth of frequency response was up to 20 GHz for each transmission lane. The hybrid integrated ROSA would be a cost-effective and easy-assembling solution for 100 GbE data center interconnections.
060.4230 Multiplexing 230.7370 Waveguides 
Chinese Optics Letters
2018, 16(6): 060603
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
现阶段的光模块封装类型已从小型可插拔(SFP)系列逐渐向100 Gb/s可插拔(CFP)系列和4通道SFP(QSFP)系列过渡, 传输速率最高可达400 Gb/s, 发射端激光器消光比大于9 dB, 光波分复用器插入损耗小于1 dB, 发射功率大于0.3 dBm, 接收端探测器响应度为0.7 A/W, 接收灵敏度小于-17 dBm。阐述了在数据中心光互连中可以应用于IEEE制定的40/100 GbE标准802.3 ba的发射和接收集成芯片, 主要包括分立器件组装芯片、混合集成芯片和单片集成芯片, 介绍了其各种类型的基本结构和特性。
光学器件 硅光子 波分复用 阵列波导光栅 数据中心 
激光与光电子学进展
2016, 53(12): 120002
Author Affiliations
Abstract
We design and fabricate compact, low loss, and high port-count optical power splitters of 1 × 128 and2 × 128 using silica-based planar lightwave circuit (PLC) technology on 6 inch quartz substrate. PLC tech-nology is mainly based on plasma enhanced chemical vapor deposition, photolithography, and etching. The measured results show that the insertion loss, uniformity, and wavelength-dependent loss of 1 × 128 and 2 × 128 optical power splitters are less than 23, 1.43, and 0.92 dB and 23.3, 1.8, and 1.3 dB, respectively, in the wavelength range from 1.26 to 1.65 mm. The polarization-dependent losses are less than 0.16 and 0.2 dB, respectively, in the wavelengths of 1.31, 1.49, and 1.55 mm.
230.7370 Waveguides 230.1360 Beam splitters 230.7390 Waveguides, planar 
Chinese Optics Letters
2014, 12(9): 092302
作者单位
摘要
中国科学院 半导体研究所 光电子研发中心,北京 100083
为了提高基于绝缘体上硅(Silicon on insulator,SOI)的Si微纳波导器件和光纤的耦合效率,设计了一种基于SOI和溶胶-凝胶杂化SiO2材料的新型微纳倒锥波导模斑转换器。此模斑转换器由Si微纳倒锥波导和溶胶-凝胶杂化SiO2矩形波导组成。使用三维束传播法(3D-BPM)对器件结构进行模拟优化。在倒锥波导模斑转换器的连接下,波长1550 nm,近似TE模的光源下的模拟结果显示:单模光纤和SOI的Si微纳波导的耦合效率达到了95%(损耗低于0.22 dB),结果可以有效地满足微纳波导器件和光纤的低损耗耦合的需要。
光学器件 模斑转换器 溶胶-凝胶 微纳波导 三维束传播法 
中国激光
2009, 36(s2): 83
作者单位
摘要
中国科学院半导体研究所光电研发中心, 北京 100083
研究了基于硅基集成光波导的马赫-曾德干涉仪(MZI)型化学传感芯片的设计、制备及相关敏感特性的模拟和分析。传感芯片采用硅基二氧化硅光波导材料, 利用与传统互补型金属氧化物半导体(CMOS)兼容的工艺技术制作。通过波导的单模设计以及对MZI结构的优化, 获得了有效折射率分辨率达到10-7量级的高灵敏度传感芯片。作为化学传感器, 把MZI的其中一臂设计成传感臂, 并进行适当的表面修饰, 可制作出高灵敏度的干涉型光波导化学传感器。最后, 对该传感器的折射率分辨率、敏感特性等进行了分析、模拟, 同时, 对面临的关键问题进行了分析和讨论。
光波导传感 马赫-曾德干涉(MZI) 渐逝场 折射率 相位差 
光学学报
2009, 29(7): 1983

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