章喆 1李明宇 1,2,*肖泽华 1潘伦 2[ ... ]李秋顺 4
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 浙江光尖电子技术有限公司,浙江 温州 325011
3 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
4 齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院生物研究所,山东 济南 250103
研究了一种硅光子芯片空间光耦合系统,简化了集成光子芯片用光纤阵列耦合的方式,通过将1550 nm附近波段的光通过空间光学系统,经光栅耦合器垂直耦合进入集成光子芯片,经过波导与微环谐振腔实现光学传感,采用多模光纤收集出射能量,并进行温度传感测试。实验结果表明,用波长探测方式,得到自由光谱范围(FSR)为0.85 nm,Q值为16321的环形谐振腔直通端透射谱线。在温度传感测试中,其灵敏度达到127 pm/℃。通过进一步对比测试表明,空间光耦合与光纤阵列光耦合只在插入损耗方面有所差距,耦合系统可得到较好的温度传感测试结果。空间光耦合具有更换传感器芯片便捷,容易实现多通道测试等优点。
集成光子芯片 光耦合系统 光栅耦合器 光谱扫描 温度传感 integrated photonic chip optical coupling system grating coupler spectrum scanning temperature sensor 
光学仪器
2023, 45(5): 79
Author Affiliations
Abstract
1 Qingdao University, College of Physics Science, Center for Marine Observation and Communications, Qingdao, China
2 Shandong University, School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Jinan, China
Femtosecond laser inscription or writing has been recognized as a powerful technique to engineer various materials toward a number of applications. By efficient modification of refractive indices of dielectric crystals, optical waveguides with diverse configurations have been produced by femtosecond laser writing. The waveguiding properties depend not only on the parameters of the laser writing but also on the nature of the crystals. The mode profile tailoring and polarization engineering are realizable by selecting appropriate fabrication conditions. In addition, regardless of the complexity of crystal refractive index changes induced by ultrafast pulses, several three-dimensional geometries have been designed and implemented that are useful for the fabrication of laser-written photonic chips. Some intriguing devices, e.g., waveguide lasers, wavelength converters, and quantum memories, have been made, exhibiting potential for applications in various areas. Our work gives a concise review of the femtosecond laser-inscribed waveguides in dielectric crystals and focuses on the recent advances of this research area, including the fundamentals, fabrication, and selected photonic applications.
femtosecond laser writing femtosecond laser inscription optical waveguides dielectric crystals laser crystals nonlinear optical crystals waveguide lasers frequency/wavelength conversion quantum photonic chip quantum memories 
Advanced Photonics
2022, 4(2): 024002
Author Affiliations
Abstract
1 Peking University, School of Physics, State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Beijing, China
2 Peking University, Frontiers Science Center for Nano-Optoelectronics, Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, Beijing, China
3 Shanxi University, Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Taiyuan, China
4 Peking University Yangtze Delta Institute of Optoelectronics, Nantong, China
Entanglement is one of the most vital properties of quantum mechanical systems, and it forms the backbone of quantum information technologies. Taking advantage of nano/microfabrication and particularly complementary metal-oxide-semiconductor manufacturing technologies, photonic integrated circuits (PICs) have emerged as a versatile platform for the generation, manipulation, and measurement of entangled photonic states. We summarize the recent progress of quantum entanglement on PICs, starting from the generation of nonentangled and entangled biphoton states, to the generation of entangled states of multiple photons, multiple dimensions, and multiple degrees of freedom, as well as their applications for quantum information processing.
quantum entanglement integrated optics photonic chip 
Advanced Photonics
2021, 3(6): 064002
作者单位
摘要
南京航空航天大学 雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室,江苏 南京 211106
提出了一种由光生本振单元和波长分离调制单元组成的微波光子混频方法,并在绝缘体上硅材料上设计实现了上述波长分离调制芯片。该芯片集成了硅基相位调制器、微环滤波器、光电探测器、光耦合器和光栅耦合器。实验搭建了基于该波长分离调制芯片的微波光子次谐波混频系统,结果表明,该微波光子混频器可以将6~16 GHz的RF信号变频到33~23 GHz。此外,针对实验系统中残留的混频杂散,分别提出了增加微环滤波器抑制比降低泄露光生本振强度和引入光移相器修正泄漏光生本振相位两种解决方案。通过仿真验证可知,引入光移相器的方法更为简单,更适合于光子集成芯片。
微波光子混频器 微波光子技术 集成光子芯片 microwave photonic frequency mixer microwave photonics integrated photonic chip 
红外与激光工程
2021, 50(7): 20211056
作者单位
摘要
1 Key Laboratory of the Ministry of Education for Optoelectronic Measurement Technology and Instrument, Beijing Information Science & Technology University, Beijing0092, China
2 Beijing ZX Intelligent Chip Technology Co., Ltd., Beijing100876,China
3 The 11th Research Institute of China Electronic Science & Technology Group Inc., Beijing100015,China
光子人工智能芯片以光速执行运算,且具有低功耗、延迟低、抗电磁干扰的优势。小型化与集成化是实现这一技术革新的关键步骤。本文将光刻技术运用于衍射光栅的制作,提出一种基于10.6微米激光的全光衍射深度学习神经网络光栅设计及实现方法。由于光源波长由毫米波向微米波进化,神经元的特征尺度缩小至20微米,与现有光衍射神经网络相比,深度学习神经网络特征尺寸缩小了80倍,为进一步实现光子计算芯片大规模集成奠定了基础。
光子芯片 衍射光栅 深度学习 神经网络 Photonic chip diffraction grating deep learning neural network 
红外与毫米波学报
2020, 39(1): 13
杜悦宁 1,2,*陈超 1秦莉 1张星 1[ ... ]宁永强 1
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
随着超高速光互连、相干光通信、相干检测等技术的不断发展, 对激光光源的线宽、相频噪声、可调谐性和稳定性等都提出了更为严格的要求。利用基于CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺的硅光子芯片与半导体增益芯片各自的优势, 将二者准单片集成实现结构紧凑、低功耗和高稳定性的窄线宽半导体激光器成为近年的研究热点。该结构可通过微环谐振器、环形反射镜和马赫曾德干涉仪等提供光反馈压窄线宽, 并实现宽调谐范围和稳定功率输出。本文主要阐述了硅光子芯片外腔半导体激光器的最新研究进展, 针对几种包含微环谐振器的结构进行了分类介绍, 深入讨论了增加耦合效率和降低端面反射率等技术难题。针对未来空间光通信和光互连等应用前景, 展望了该类激光器在功率提升和光子集成方面的未来发展方向。
窄线宽 可调谐激光器 硅光子芯片 外腔 半导体激光器 narrow linewidth tunable laser silicon photonic chip external cavity semiconductor laser 
中国光学
2019, 12(2): 229
作者单位
摘要
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
根据磁光非互易相移原理,通过分析硅基磁光波导中导波光模式对磁化强度的敏感性,提出一种CeYIG/Si-CeYIG/SiO2硅基磁光波导结构,仿真分析了其模场分布和有效折射率的磁化强度依赖关系。将两个硅基磁光波导垂直放置并分别组成两个微环谐振器,进而设计出三维磁场传感芯片,通过测量两个微环中TE和TM两种模式下微环谐振波长的移动,可获得磁化强度或磁场的大小和方向信息。研究表明,在1 550 nm波长附近,通过优化波导截面尺寸,在CeYIG饱和磁化范围内,该磁场传感芯片在其法向和切向的磁场灵敏性分别为和,谐振波长的可移动范围约为200 pm。利用平面芯片结构实现了对三维磁场的测量,对三维磁场传感器件的小型化和集成化具有一定的指导意义。
磁场传感 磁光非互易相移 微环谐振器 硅光子芯片 集成光器件 magnetic field sensing magneto-optical non-reciprocal phase shift microring resonator silicon photonic chip integrated optical device 
光学与光电技术
2018, 16(6): 18

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