1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春30033
2 中国科学院大学，北京100049
3 中国科学院 南海海洋研究所，广东广州51001
4 浙江大学 信息与电子工程学院，浙江杭州310027
5 吉林江机特种工业有限公司，吉林长春132021
水下连接器是水下观测网的关键零部件，采用油液密封方式实现低损耗连接，但该方式会导致光连接结构复杂、工程研制难度大。为解决此问题，对比陆基光纤网络的连接方式，提出接触式光纤连接器水下原位湿插拔的方案。基于水体吸收特性、朗伯-比尔定律以及液体的表面张力等理论进行原理分析，在光纤端面形成厚度在5 μm以内的水膜且该厚度水膜对1 310，1 550 nm波段的吸收损耗可忽略不计；然后，以1 550 nm波段为例，对光纤在空气、水、硅油的耦合损耗情况进行实验分析，并利用设计的光插针结构进行性能验证。实验数据显示，光纤水下原位湿插拔的平均损耗为0.17 dB，光插针的原位湿插拔平均损耗为0.23 dB。由此表明，接触式光纤耦合设计能够满足水下湿插拔的低损耗连接要求。本文为水下光纤湿插拔连接器领域提供了新思路，提出在确保水体清洁的情况下可直接进行水下原位湿插拔的设计方案，有望打破国外以油液密封方式建立的技术垄断。
水下连接器 湿插拔 水体吸收特性 光纤耦合 性能分析 underwater connector wet-mateable water absorption properties fiber-coupling performance analysis
1 浙江大学 信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310027
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
干涉仪是综孔径望远镜的核心器件, 与传统的分立元件干涉仪相比, 集成光学移相干涉仪结构紧凑, 用于构建综合孔径望远镜能显著优化望远镜结构并提高系统稳定性。文中报道了二氧化硅基集成光学移相干涉仪的设计和制作, 并给出了对这种器件主要性能的表征结果。研究结果表明, 集成光波导制作技术可以保证干涉仪芯片上两个方向耦合器的耦合特性的一致性; 器件的插入损耗优于1.8 dB, 插入损耗均匀性优于0.1 dB; 通过对MZ干涉仪插入损耗的测量估计了移相器的偏差, 结果显示干涉仪中90 °移相器的偏差大约为1.5 °。分析表明, 二氧化硅基光波导技术用于综合孔径望远镜用光干涉仪制作具有显著的优势。
移相干涉仪 综合孔径望远镜 集成光学 光波导 phase-shift interferometer aperture synthesis telescope integrated optics optical waveguide 红外与激光工程
2019, 48(4): 0420001
1 浙江大学 信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310027
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
移相器是一种常用的集成光学结构, 其相移值的波长相关性决定了移相器的工作波长范围。针对移相器的波长相关性, 文中对两种集成光学移相器设计方案(长度差方案和折射率差方案)所设计的二氧化硅基集成光学移相器进行了实验研究。在马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的两干涉臂之间, 采用两种移相方案分别设计制作180°移相器, 通过测试MZI的插入损耗与波长的依赖关系对两种移相器的波长相关性进行了比较。研究结果显示, 折射率差方案所设计移相器的工作波长范围大约是长度差方案的1.8~1.9倍。这一实验结果与理论计算吻合, 证明了折射率差方案设计的移相器的相移值波长相关性更小, 因而具有更宽的工作波长范围。
集成光学 移相器 MZI 插入损耗 波长相关性 integrated optics phase shifter MZI insertion loss wavelength dependence 红外与激光工程
2019, 48(5): 0520001
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Information Science and Electronics Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2 Cyrus Tang Center for Sensor Materials and Applications, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
In this Letter, we study the characteristics of a selectively buried glass waveguide that is fabricated by the backside masking method. The results show that the surface region appears when the width of the backside mask is larger than 7 mm. Here, the glass substrate is 1.5 mm thick. It is also found that the buried depth evolution of the transition region remains almost unchanged and is independent of the width of the backside mask. The loss of the transition region is only 0.28 dB at the wavelength of 1.55 μm if the surface condition is good enough.
130.0130 Integrated optics 130.2755 Glass waveguides Chinese Optics Letters
2015, 13(2): 021301
1 浙江大学 信息与电子工程学院，浙江 杭州 310027
2 中兴通讯股份有限公司，广东 深圳 518057
在光学玻璃基片上制作了双层掩埋式多模光波导芯片，这种芯片中的上、下两层光波导均通过熔盐离子交换和电场辅助离子迁移形成。对光波导的横截面以及输出光斑进行了观察，并进行了损耗和串扰测试。研究结果表明：双层多模光波导芯片中上、下两层光波导芯部横截面尺寸分别为29 μm×19 μm和31 μm×20 μm; 两层波导的输出光斑尺寸相互匹配; 两层波导传输损耗分别为1.00±0.32 dB/cm和0.78±0.35 dB/cm; 两层光波导之间的串扰在17.7dB左右。这种玻璃基片上的双层多模光波导可以使板级光互连的互连密度增大一倍，提高EOCB的性能。
玻璃 离子交换 多模光波导 光互连 glass ion-exchange multimode optical waveguide optical interconnect 红外与激光工程
2015, 44(10): 3000
浙江大学信息学院信息与电子工程学系 微电子与光电子研究所, 浙江 杭州 310027
采用离子交换工艺，对多模波导的制作和应用进行了探索。工艺过程一次交换采用银钠离子交换，二次交换采用无源的电场辅助交换。首先通过控制银离子浓度和交换过程的温度与时间成功制作了宽度和深度可控的条波导。然后在此基础上采用3D-BPM的方法进行模拟并设计了Y分叉型和多模干涉型的1×2功分器以验证波导的制作工艺的可行性。经过1550 nm通光损耗测试，条波导损耗小于0.28 dB/cm，功分器插入损耗达到3.6 dB，均匀性达到0.21 dB。分析表明，这种光波导制备技术参数可控，且重复性好，可用于低损耗光功分器件的制作。
集成光学 多模功分器 离子交换 多模干涉 玻璃 光学学报
2010, 30(s1): s100302
