作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院,吉林 长春 130012
飞秒激光直写光波导是实现三维光子集成芯片(PIC)的重要技术手段。PIC集成度的提升受弯曲波导曲率半径的限制。为了实现大曲率低损耗弯曲波导的飞秒激光直写,提出多次激光修饰增强波导芯层与包层折射率对比度的方法来优化芯层的横截面折射率分布。在20 mm曲率半径下,实现S型弯曲波导低至0.64 dB/cm的弯曲损耗。该方法在降低弯曲波导损耗方面拥有巨大潜力,对于提升PIC的集成度具有重要意义。
光学制造 光波导 飞秒激光直写 大曲率 弯曲损耗 截面控制 
中国激光
2024, 51(16): 1602403
作者单位
摘要
1 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
2 武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室,湖北 武汉 430205
得益于飞秒激光直写技术的穿透式真三维改性加工能力,多种介质内任意三维路径及截面形状的光波导得以实现并得到了重要应用。本文围绕飞秒激光直写光波导的机理及基本类型,综述了三维光波导器件在光通信、集成量子光学、拓扑光子学、天文光子学以及光学传感等领域的应用。从三维光子芯片的应用需求入手,总结了飞秒激光直写技术在低损耗、任意截面、大纵深直写和可重构三维波导制备中面临的挑战,并展望了飞秒激光直写三维光波导的未来发展趋势。
集成光学 光子集成芯片 飞秒激光直写 三维光波导 
中国激光
2024, 51(4): 0402406
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China
2 CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 CAS Synergetic Innovation Center of Quantum Information Quantum Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
4 Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei 230088, China
Based on the one-dimensional periodic and Fibonacci-like waveguide arrays, we experimentally investigate localized quantum walks (QWs), both in the linear and nonlinear regimes. Unlike the ballistic transport behavior in conventional random QWs, localization of QWs is obtained in the Fibonacci-like waveguide arrays both theoretically and experimentally. Moreover, we verify the enhancement of the localization through nonlinearity-induced effect. Our work provides a valid way to study localization enhancement in QWs, which might broaden the understanding of nonlinearity-induced behaviors in quasi-periodic systems.
Fibonacci-like waveguide arrays nonlinearity-induced effect localization enhancement 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101301
作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
飞秒激光直写玻璃波导是快速制备三维集成光子芯片的一种重要手段,波导有效折射率的准确测量对于设计光子器件意义重大。设计并制备了一种断臂马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构对玻璃波导有效折射率进行原位精密测量。激光在断线区域和波导内的有效折射率不同,在传输相同长度下产生一定的相位差,最终导致不同的干涉结果。对断臂MZI结构的相位干涉结果进行处理,得到激光直写玻璃波导的有效折射率为1.504+7.7×10−4。利用RSOFT软件光束传播算法对器件进行模拟仿真,仿真结果与实验吻合良好。该精确测量玻璃波导有效折射率的方法对于提升光子芯片设计与制造能力具有重要意义。
飞秒激光直写 马赫-曾德尔干涉仪 有效折射率 光波导 femtosecond laser direct writing Mach–Zehnder interferometer effective refractive index optical waveguide 
红外与激光工程
2022, 51(10): 20220491
郝鑫 1,2尹思宇 3张宗达 3丁洁 1,2[ ... ]白振旭 1,2
作者单位
摘要
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心, 天津
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室, 天津
3 吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点实验室, 长春
氮空位(NV)色心是一种具备优良光学性能和自旋特性的金刚石发光缺陷, 由于其在超分辨成像技术、量子测量、量子信息等领域的巨大应用前景, 近年来吸引了许多科研工作者的关注。目前, 人们已经通过多种方法制备浓度和空间位置可控的高品质NV色心, 并推动了其在量子传感和量子信息等领域的应用。NV色心的电子自旋哈密顿量与多种物理量有关, 因此能够通过读取NV色心的电子自旋态实现量子精密测量; 此外, NV色心作为一种电子自旋相干时间长、性能稳定的固态自旋量子体系, 可以实现安全高效的量子信息处理。近年来, 量子测量的灵敏度随着NV色心制备工艺的进步而快速提升。介绍了NV色心的结构和基本特性, 并对其制备和应用进行了总结和展望。
金刚石 NV色心 制备 应用 传感 量子信息 diamond NV color center preparation application sensing quantum information 
光电技术应用
2022, 37(1): 1
作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子国家重点实验室, 长春130012
改变激光脉宽,在硼铝硅酸盐玻璃内直写光波导,研究了脉冲宽度对光波导截面形貌、模场大小及定向耦合器透射比的影响。实验中,采用脉宽为239 fs单模/多模临界功率的激光制备光波导,其截面大小由5.4 μm×4.2 μm(239 fs)变为5.1 μm×2.4 μm(700 fs);模场大小由6.2 μm×6 μm(239 fs)变为5.8 μm×4.8 μm(700 fs)且传输模式均为单模,模场形状逐渐从圆形变成椭圆形;定向耦合器的透射比在水平偏振下由97.8%(239 fs)变化为70.2%(700 fs),在垂直偏振下由99.2%(239 fs)变化为79.7%(700 fs)。实验发现脉宽在600 fs以上的激光不利于制备性能稳定的玻璃波导。
飞秒激光 脉冲宽度 能量耦合 玻璃波导 定向耦合器 Femtosecond laser Pulse width Energy coupling Glass waveguide Directional coupler 
光子学报
2021, 50(6): 78
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics, Jilin University, Changchun 130012, China
2 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China
A 400 nm femtosecond laser was used to ablate the surface of a high-pressure and high-temperature diamond, and subwavelength surface micro structures with a period of 100 nm were achieved. A variety of micro-nano composite surface structures were prepared by changing the polarization direction and laser scanning direction. By dynamically adjusting the laser polarization and the laser scanning tracks, a maskless direct writing fabrication of micro-nano complex structures was realized. The micro-nano patterning on an ultra-hard and super-stabile diamond provides a new idea for the preparation of friction reducing surfaces, nano imprint transfer templates, surface enhanced Raman scattering test substrates, and micro-nano optical structures.
femtosecond laser diamond micro-nano structure 
Chinese Optics Letters
2020, 18(10): 101402

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