1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
2 华东师范大学物理与电子科学学院极端光机电实验室, 上海 200241
3 中国科学院大学, 北京 100049
铌酸锂光子集成是推动未来高速光通信和光信息处理领域变革性发展的重要前沿技术。介绍了利用铌酸锂光子芯片制造技术制备集成光路中关键光子结构与器件的最新研究进展。得益于单晶铌酸锂晶体的高非线性系数和强电光效应,利用制备的高性能铌酸锂光子器件演示了多种高效的非线性光学过程。
光学器件 铌酸锂 飞秒激光 微谐振腔 光波导 光损耗 集成光路
中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东青岛 266555
针对传统光损耗测试仪存在预热时间长、温度变化对红外光源输出功率变化影响较大等不足,提出了用正弦波信号对红外光源进行调制的方案。此方法有效解决了这些问题,获得了较好的测试效果。首先,介绍了三种正弦波信号的产生方法,其中直接数字式频率合成(Direct Digital Synthesis, DDS)方法产生的正弦波具有较高的频率分辨率和频率稳定度。其次,介绍了DDS芯片AD9832的内部构造及转换原理,将其产生的正弦波信号应用到光损耗测试仪中。比较了正弦波信号调制前后以及预热前后红外光源功率的变化情况。结果表明,经过正弦波调制的红外光源的稳定性明显优于调制前,用户能更方便地进行快速光损耗测试。
直接数字频率合成 光损耗测试 direct digital frequency synthesis AD9832 AD9832 optical fiber loss measurement
1 河海大学 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098
2 河海大学 水利水电学院, 南京 210098
3 江苏省水利勘测设计研究院有限公司, 江苏 扬州 225127
为了研究滑开型和撕开型裂缝条件下塑料光纤的光学感知特性, 分别进行了剪切和扭转作用下塑料光纤的力光转换特性试验.结果表明, 在错动位移由0增加至0.5 mm的过程中, 光损耗值和菲涅尔反射值与错动位移呈近似线性关系, 灵敏度分别达到15.6 dB/mm和5.9 dB/mm.塑料光纤内部的光损耗特性对剪切作用较敏感, 而对扭转作用不敏感, 光损耗水平保持在1 dB左右.滑开型和撕开型裂缝条件下塑料光纤具有相似的光学感知特性, 菲涅尔反射值和光损耗值都可以作为裂缝错动位移的监测指标, 其中, 光损耗水平变化幅度更大, 对裂缝的感知更敏感.
塑料光纤 光时域反射 裂缝监测 光损耗 菲涅尔反射 Plastic optical fiber Optical time domain reflect Crack monitoring Optical loss Fresnel reflection
为了进一步探索用绝缘体上晶体硅制作的浅刻蚀脊形波导侧向泄漏损耗的规律, 提出并研究了一种非矩形截面浅刻蚀绝缘体上晶体硅脊形波导.用光的干涉理论建立该波导的周期性损耗模型并推导出损耗周期公式, 然后通过完美匹配层边界条件下的频域有限元法仿真观察该特殊波导类TM0模的侧向泄漏损耗周期的变化与最大损耗点的偏移现象.周期大小的仿真结果与理论计算符合度较高, 其平均相对误差仅0.56％.此外, 发现该类波导在某些沟槽宽度下可以通过改变截面来实现对类TM0模损耗从最大到最小的调节, 而在另外一些沟槽宽度下, 类TM0模损耗对截面变化不敏感.研究结果可以简化波导加工并提高制作容差, 为该类型波导的设计与制作提供参考.
导波光学 浅刻蚀脊形波导 绝缘体上晶体硅 泄漏波 光损耗 Guidewave optics shallowly-etched ridge waveguides silicon-on-insulator leaky wave optical losses
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 西安立芯光电科技有限公司, 陕西 西安 710077
通过设计极低损耗808 nm半导体激光芯片外延结构, 实现腔内损耗小于0.5 cm-1。采用该高效率外延结构研制出高峰值功率808 nm巴条芯片, 巴条的填充因子为85%, 包含60个发光点, 发光区宽度为140 μm, 腔长为2 mm。在驱动电流为500 A, 脉冲宽度为200 μs, 重复频率为400 Hz, 占空比为8%的工作条件下, 该芯片的准连续(QCW)峰值输出功率为613 W, 斜率效率达1.34 W/A,峰值波长为807.46 nm, 光谱半峰全宽为2.88 nm。任意选取5只芯片, 在准连续300 W(占空比8%)条件下进行了寿命验证, 芯片寿命达到3.63×109 shot, 定功率300 W下电流变化小于10%, 达到商业化水平。
激光光学 半导体激光芯片 峰值功率 光损耗 寿命
1 中国科学院 半导体研究所, 光电子器件国家工程中心, 北京 100083
2 华北电力大学 可再生能源学院, 北京 102206
采用高电流注入条件下的载流子扩散方程和复折射率波导模型情况下的亥姆霍兹方程, 对980 nm高功率激光二极管外延材料的非对称和对称波导结构的光吸收损耗进行了理论计算。采用低压金属有机化学气相外延技术制备了两种波导结构的外延材料, 并制作了激光器件, 进行了光电特性测试和对比分析。理论计算和实验结果表明：与对称波导结构相比, 非对称波导结构外延材料并未减小光吸收损耗, 而是减小了串联电阻, 因而降低了器件的焦耳热损耗, 从而提高器件的电光效率。
激光二极管 电光效率 非对称波导结构 光损耗 外延材料 diode lasers electro-optical conversion efficiency asymmetric waveguide structure optical losses epitaxial materials
1 大连理工大学物理与光电工程学院, 大连 116024
2 大连理工大学光子技术研究中心, 大连 116023
3 大连理工大学化工学院, 大连 116012
对新型聚合物光子材料杂萘联苯型聚芳醚砜硐(PPESK)波导薄膜的成膜工艺进行了系统的研究。分析了溶剂吸水性对成膜质量的影响,并通过氮气保护的方法获得了具有良好均一性的波导薄膜,其厚度一致性可优于1%,折射率一致性优于0.03%。采用棱镜耦合技术测量分析了PPESK波导薄膜的折射率、双折射、热光系数等光学特性,测量得到该材料在1310 nm波长处的损耗小于0.24 dB/cm,在1550 nm波长处的损耗小于0.52 dB/cm,表明该材料是一类性能良好的聚合物光子材料。
集成光学 聚合物 杂萘联苯型聚芳醚砜硐(PPESK) 波导薄膜 光损耗
1 厦门大学电子工程系, 福建厦门 361005
2 厦门大学材料科学与工程系, 福建厦门 361005
利用两种聚合物合成改性手段制备了纳米颗粒SiO2掺杂PMMA溶胶,并采用旋涂法甩膜制得PMMA改性聚合物薄膜。通过分析薄膜样品在红外和可见光波长范围内的光损耗特性,优化了制备工艺,使其在提高热稳定性的同时能保证优良的光学性能。另外,还测试分析了改性PMMA薄膜在不同紫外光照条件下折射率和厚度的变化,从宏观现象与微观结构之间的关系及作用机理的角度进行了深入的理论分析。
导波光学 聚合物 光损耗 纳米改性 激光与光电子学进展
2006, 43(12): 48
