Author Affiliations
Abstract
1 College of Science, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
2 College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Jilin 130012, China
The silicon-based arrayed waveguide grating (AWG) is widely used due to its compact footprint and its compatibility with the mature CMOS process. However, except for AWGs with ridged waveguides of a few micrometers of cross section, any small process error will cause a large phase deviation in other AWGs, resulting in an increasing cross talk. In this paper, an ultralow cross talk AWG via a tunable microring resonator (MRR) filter is demonstrated on the SOI platform. The measured insertion loss and minimum adjacent cross talk of the designed AWG are approximately 3.2 and -45.1 dB, respectively. Compared with conventional AWG, its cross talk is greatly reduced.
SOI platform arrayed waveguide grating cross talk microring filter array thermo-optic effect 
Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031303
作者单位
摘要
南京邮电大学电子与光学工程学院,柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
提出并实现了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏空芯微瓶谐振腔(PS-HCMR)的高灵敏温度传感器。采用提拉镀膜法在高Q值(~7.83×107)PS-HCMR表面均匀涂敷一层PDMS薄膜以实现热敏功能化,基于PS-HCMR回音壁模共振谱的热敏感性以及PDMS的高热光效应和热膨胀效应,实现了对温度信号的高灵敏度感知与测量。实验结果表明:当膜层厚度为150 μm时,温度灵敏度可达0.127 nm·℃-1,相比于纯SiO2 HCMR提高了32倍。所提出的PS-HCMR的温度传感器具有灵敏度高、制备简单、结构紧凑等优势,在工业化控制、电力系统、环境监测等领域中具有良好的应用前景。
传感器 微腔 聚二甲基硅氧烷 增敏空芯微瓶谐振腔 回音壁模式 热光效应 温度灵敏度 
中国激光
2024, 51(5): 0510003
作者单位
摘要
西安石油大学理学院,陕西 西安 710065
微腔光频梳具有功耗低、可集成、梳齿间隔可调的特点,在各个领域都有广泛的应用。绝缘层上的硅(SOI)材料加工工艺与现有的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容,使其成为最具前景的光子平台之一。本文设计了一种截面为脊形的硅基微环谐振腔,研究了各个几何参数对微环谐振腔色散的影响;数值求解了微环谐振腔热动态方程,并分析了不同参数对微环谐振腔热动态效应的影响。数值求解了LLE(Lugiato-Lefever Equation)模型,由于SOI微腔光频梳理论研究大多忽略了热光效应,因此本文分析了在模型中引入热光效应项后对光频梳产生和演化的影响。数值结果表明,在温度变化范围为0~0.16 ℃条件下,时域上光场最大功率值增加了22%,频域上光频梳展宽了221 nm。最后对两种热光效应条件下光频梳输出频谱进行分析,结果表明,光频梳在热光效应温度变化范围为0~0.32 ℃的情况下,相较于0~0.16 ℃的情况,带宽展宽了353 nm。
非线性光学 硅基波导 微环谐振腔 Lugiato-Lefever方程模型 热光效应 光频梳 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1719001
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Shanghai Research Center for Quantum Sciences, Shanghai 201315, China
3 Collaborative Innovation Center of Light Manipulation and Applications, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
We design and fabricate an unbalanced Mach–Zehnder interferometer (MZI) via electron beam lithography and inductively coupled plasma etching on lithium niobate thin film. The single unbalanced MZI exhibits a maximum extinction ratio of 32.4 dB and a low extra loss of 1.14 dB at the telecommunication band. Furthermore, tunability of the unbalanced MZI by harnessing the thermo-optic and electro-optic effect is investigated, achieving a linear tuning efficiency of 42.8 pm/°C and 55.2 pm/V, respectively. The demonstrated structure has applications for sensing and filtering in photonic integrated circuits.
lithium niobate Mach–Zehnder interferometer electro-optic effect thermo-optic effect nanowaveguide 
Chinese Optics Letters
2022, 20(10): 101301
Liping Zhou 1,2Chengli Wang 1,2Ailun Yi 1,3Chen Shen 1[ ... ]Xin Ou 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 XOI Technology Co., Ltd., Shanghai 201899, China
The 4H-silicon carbide on insulator (4H-SiCOI) has recently emerged as an attractive material platform for integrated photonics due to its excellent quantum and nonlinear optical properties. Here, we experimentally realize one-dimensional photonic crystal nanobeam cavities on the ion-cutting 4H-SiCOI platform. The cavities exhibit quality factors up to 6.1×103 and mode volumes down to 0.63 × (λ/n)3 in the visible and near-infrared wavelength range. Moreover, by changing the excitation laser power, the fundamental transverse-electric mode can be dynamically tuned by 0.6 nm with a tuning rate of 33.5 pm/mW. The demonstrated devices offer the promise of an appealing microcavity system for interfacing the optically addressable spin defects in 4H-SiC.
photonic crystal cavities silicon carbide thermo-optic effect 
Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031302
陈卓 1李天成 2孙德贵 1,*孙娜 1[ ... ]陈晨 1
作者单位
摘要
1 长春理工大学 理学院, 长春30022
2 长春长光圆辰微电子技术有限公司, 长春1300
借助波导转角镜结构,利用古斯-汉欣空间位移和热光效应折射率调制的有效组合,提出了波导反射模式数字式热光开关结构。在给定入射角的条件下优化了空间古斯-汉欣位移,在具有古斯-汉欣效应的本征态下,反射光束出现了较大的跳跃。在1.0 μm 厚硅膜的绝缘体上硅平台上,单模输入波导和多模干涉波导结构之间的导模本征态匹配,验证了1×3数字式光开关功能。实验中,器件结构引起的光损耗为0.3 dB,开关功率为130~150 mW,开关时间约为50 μs,相邻输出端之间隔离度为15 dB。与马赫-曾德尔干涉仪型的2×2热光开关和等离子体效应热光开关的最新结果进行比较证明了该数字式热光开关的先进性。
数字式光开关 热光效应 古斯-汉欣效应 SOI波导 Digital optical switch Thermo-optic effect Goos-Hänchen effect SOI waveguide 
光子学报
2021, 50(4): 111
作者单位
摘要
1 集成光电子学国家重点实验室, 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室, 吉林 长春 130012
设计并制备了一种基于非对称定向耦合结构的聚合物波导热光模式开关。该器件由一个单模波导和一个双模波导组成。在双模波导上制作金属加热器,通过向加热器提供驱动电压,可以实现单模波导中的LP01模与双模波导中的LP11a模的转换。选用硅作为衬底,聚合物EpoClad和SU-8分别作为波导的包层与芯层材料,采用传统的半导体微加工工艺制备了热光模式开关器件。当工作波长为1550 nm时,热光模式开关的消光比可以达到14.6 dB,驱动功率为29.6 mW,模式开关的上升时间和下降时间分别为660 μs和480 μs。该器件在可重构模分复用系统中具有广阔的应用前景。
集成光学 模式开关 热光效应 聚合物波导 定向耦合器 
中国激光
2020, 47(7): 0704002
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute for Advanced Communication and Data Science, State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
All-optical light control plays an important role in optical signal processing and communications. In this Letter, we demonstrate an all-optical inverter using carbon nanotube (CNT)-polyvinyl alcohol (PVA) thin film and obtain a long-time stable output due to the environmental insensitivity of the device. The thermo-optic effect in the CNT-PVA thin film generates a thermal lens and modifies the beam propagation in the thin film. The obtained all-optical inverter has a front (trailing) time constant of ~55 μs (44 μs) for 1550 nm signal pulses and ~7 kHz response bandwidth.
all-optical inverter low dimensional material thermo-optic effect 
Chinese Optics Letters
2020, 18(6): 060603
作者单位
摘要
1 福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350108
2 泉州师范学院 光子技术研究中心, 福建 泉州 362000
为研究光学微球腔的热光效应,采用1 550 nm波段可调谐激光器和宽带光源两种泵浦源,分别测量了二氧化硅、碲酸盐玻璃微球及其掺杂了稀土离子的微球在激励光功率、环境温度变化时其谐振峰波长的变化量,得到了二氧化硅微球激励功率灵敏度为32.4 pm/mW,温度灵敏度为13.4 pm/℃;铥离子的掺杂使激励功率灵敏度达到48.7 pm/mW,温度灵敏度达到15.2 pm/℃.相应的碲酸盐微球激励功率灵敏度为71.1 pm/mW,温度灵敏度为0.019 1 nm/℃,比光纤光栅温度传感器的灵敏度10 pm/℃大了将近1倍,若掺杂了稀土离子,则高1.1倍.本文研究对微腔在温度传感器方面的应用具有参考意义.
热光效应 温度传感 微腔 稀土掺杂 回音壁模式 Thermo-optic effect Temperature sensing Microcavity Rare earth ions doping Whispering gallery modes 
光子学报
2020, 49(3): 0314004
李学文 1,2于春雷 2沈辉 1柏刚 1,2[ ... ]周军 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
针对高功率强抽运条件下,热光效应及其引起的模式不稳定效应对高功率大模场光纤功率及亮度提升的限制,理论仿真了有源光纤吸收系数变化对光纤热沉积、热致折射率以及光纤数值孔径的影响,分析表明高吸收系数光纤带来更高热负荷密度,在热光效应调制下加剧光纤数值孔径的增大程度,从而降低光纤激光的模式不稳定阈值。在理论研究基础上设计并制备了两款不同抽运吸收系数光纤样品并展开了高功率模式不稳定实验研究。实验结果证明,吸收系数为1.71 dB/m的光纤样品的模式不稳定阈值激光功率约为800 W,吸收系数为1.20 dB/m的光纤样品在输出激光功率达到1700 W时仍未观测到任何模式的不稳定现象,实验结果验证了降低光纤的抽运吸收系数可提升热致模式不稳定阈值的理论分析。该研究结果为设计研制大模场有源光纤,并获得更高功率光纤激光输出提供了一种新颖有效的技术途径。
光纤激光器 增益光纤 模式不稳定 抽运吸收系数 热光效应 
中国激光
2019, 46(10): 1001001

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