浙江大学信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310027
针对片上光互连用光源对谐振腔单色性、可调性的要求, 基于互补金属氧化物半导体技术和绝缘衬底上的硅材料, 设计并制作了一种基于微环谐振腔的可调谐硅基反射腔镜。利用转移矩阵方法分析了该反射腔的性能, 发现该反射腔具有较好的尖锐度和消光比。实验结果表明, 该反射腔在波长1549 nm处反射率可达90%, 品质因素Q值为3×104, 自由光谱范围(FSR)为9.6 nm。通过对微环谐振腔进行热光调制, 在0~40.5 mW功率范围内实现了在FSR内的波长可调。
光学器件 反射腔 热调特性 微环谐振腔 光学学报
2016, 36(12): 1223002
1 浙江大学城市学院 信息与电气工程学院, 浙江 杭州310015
2 浙江大学 信息与电子工程学院, 浙江 杭州310027
高线性度的电光调制器是构建微波光子链路的核心器件。硅光子调制器利用PN结的载流子色散效应实现微波信号对光波的调制, 基于不同结构PN结的调制器有不同的非线性特性。本文采用二阶无杂散动态范围表征二阶谐波失真度, 实验研究了采用侧向PN结和交趾型PN结所构成的Mach-Zehnder(MZ)调制器的二阶谐波失真特性。基于侧向PN结和交趾型PN结的MZ调制器的二阶无杂散动态范围为分别为85.11 dB·Hz1/2、78.44 dB·Hz1/2, 表明基于侧向PN结的MZ调制器具有更好的线性度。
微波光子链路 硅基高速调制器 二阶谐波失真 二阶无杂散动态范围 microwave photonic link silicon-based high-speed optical modulator second harmonic distortion second-order spurious-free dynamic range
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
随着集成光路复杂度的增加, 需要在不影响系统正常工作的情况下, 在链路内使用光功率监测器对集成光路进行实时监测, 有效地进行器件行为分析。文章综述了硅基光功率监测器的最新研究进展。重点阐述了表面态吸收、双光子吸收、锗吸收以及缺陷态吸收机制下的光功率监测方案以及各自的优缺点, 最后详细讨论了利用缺陷态吸收机制实现光电转换的巨大优势。
硅基光电子器件 光功率监测器 光电探测器 silicon-based photoelectric device optical power monitor photoelectric detector
1 浙江大学 信息与电子工程学系,杭州 310027
2 浙江大学 唐仲英传感材料及应用研究中心，杭州 310027
3 浙江南方通信集团，湖州 313009
光互连技术因诸多特性优于电互连而成为片上多核互连最具前景的解决方案。为了提高片上光互连网络架构的性能，采取光器件模块搭建的方法，提出了一种基于微环的新型4×4光路由开关，仅用7个微环构建的拓扑结构便实现了4个双向端口的非阻塞交换，降低了功耗和面积；波导交叉的数量减少到6个，优化了插入损耗。结果表明，该结构相对于经典结构光器件的功耗节省了约8%，光互连层的插入损耗降低了约7%。
集成光学 非阻塞光路由开关 片上光互连 微环谐振器 integrated optics non-blocking router optical network-on-chip microring resonator
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
浙江大学信息与电子工程学系, 浙江 杭州 310027
从三层平板波导麦克斯韦方程的模场解出发，根据光斑尺寸的定义，讨论了波导模式，波导尺寸、折射率差、工作波长以及波导非对称性对光斑尺寸的影响，给出了最小光斑的波导条件。分析和模拟结果表明，对称三层平板波导TE模的最小光斑尺寸(MMSS)与波导芯/包层介电系数差的平方根成反比，TM模最小光斑尺寸则依赖于波导芯层和包层介电系数的具体大小，相同波导结构条件下TM模的等效光斑尺寸较TE模更大, 二者皆与工作波长成正比；非对称波导中光斑分布是非对称的，其光斑尺寸介于分别以两个包层为包层的对应对称三层平板波导之间，其最小光斑尺寸随对称因子的增大先减小后增大。
集成光学 光斑 微纳光波导 光量子性
为了实现硅基单片光电子集成器件的实用化，介绍了采用P-I-N、双极型场效应晶体管、金属氧化物半导体和PN结结构的载流子色散型硅基CMOS光子器件的发展状况和特点，并汇报了硅基CMOS光子器件的设计和制作方面的工作.利用商业的CMOS工艺线制作的器件获得了较好的结果，光调制器消光比约18 dB，1×2光开关消光比约21 dB，谐振环的消光比8～12 dB.采用CMOS技术研制硅基光子器件，将能使集成光子学的发展上一个新的台阶.
集成光学 硅基 载流子色散效应 CMOS光子器件 Integrated optics Silicon-based Carrier dispersion effect CMOS photonic devices
