作者单位
摘要
之江实验室智能网络研究院,浙江 杭州 311121
模式转换器是片上模式复用(MDM)系统的关键器件。为在绝缘体上铌酸锂(LNOI)中实现结构紧凑的模式转换,本文提出了一种基于超表面结构的模式转换器。该模式转换器可以实现TE0-TE1、TE0-TE2的转换。为了在模式之间实现高效转换,采用逆向设计方法,结合3D电磁场仿真,优化器件倾斜周期性亚波长条形蚀刻结构参数,以同时符合沿传播方向的相位匹配要求,以及符合短耦合长度的横向方向折射率分布要求。仿真结果表明,器件在1400~1700 nm波段内,TE0-TE1转换的插入损耗<0.8 dB,模间串扰<-10 dB,模式转换区长度~20 μm。且该器件具有较好的高阶模式转换扩展性以及工艺容差性,是未来LNOI的高密度集成MDM系统中模式转换器的良好备选方案。
光学器件 模式转换器 集成光子器件 铌酸锂 optical devices mode converter integrated photonic device lithium niobate 
光学学报
2023, 43(16): 1623020
作者单位
摘要
福州大学 物理与信息工程学院, 福州350108
为了有效简化表面光栅耦合器的制备工艺和降低制备难度, 设计了一种互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的高效氮化硅表面光栅耦合器, 采用二维时域有限差分(2D-FDTD)算法对耦合器的结构进行了建模、优化和仿真, 计算并对比了不同结构的耦合器光谱特性。研究结果表明: 在标准绝缘体上硅(SOI)晶圆上, 借助于CMOS后道工艺, 所设计的氮化硅表面光栅耦合器在通信波长1550 nm附近的最高耦合效率为-3.36 dB, -3 dB带宽为101 nm。
表面光栅耦合器 耦合效率 集成光子器件 光学设计与制造 surface grating coupler, coupling efficiency, inte 
光通信技术
2022, 46(6): 6
作者单位
摘要
华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430074

石墨烯/硅基异质集成的光子器件研究在近年来取得了巨大进展, 因石墨烯所具有的诸多独特的物理性质如超高载流子迁移率、超高非线性系数等, 石墨烯/硅基异质集成器件展现出了诸如超大带宽、超低功耗等优异性能。文章介绍了近年来报道的典型石墨烯/硅基异质集成器件, 包括石墨烯/硅基电光调制器、石墨烯/硅基热光调制器和石墨烯/硅基光电探测器, 简要阐述了其原理与性能, 并对其未来的应用与发展做出了展望。

硅基异质集成光子器件 石墨烯 调制器 探测器 silicon-based integrated photonic device graphene modulator photodetector 
半导体光电
2022, 43(6): 1020
作者单位
摘要
华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 武汉 430074
硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势, 在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而, 硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法: 绝热捷径法和变换光学方法, 简要阐述其物理原理, 并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。
硅基集成光子器件 绝热捷径法 变换光学方法 silicon-based integrated optical devices shortcuts to adiabaticity transformation optics 
半导体光电
2022, 43(2): 201
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学(深圳)电子与信息工程学院,广东 深圳 518055
2 哈尔滨工业大学(深圳)理学院,广东 深圳 518055
随着大数据业务的迅速发展,为应对持续增长的带宽需求,光纤通信窗口逐渐从传统C波段向C+L波段拓展。探索新波段也成为了光通信领域迫切需要解决的关键问题。位于近红外与中红外之间的2 μm波段具有低传输损耗和宽增益谱范围等优势,有望成为下一个光纤通信和空间激光通信的窗口。在商用光电子器件尚不成熟的情况下,实验室条件下已实现单波100 Gbit/s光传输记录。与此同时,2 μm波段功能性器件的研究也成为备受关注的热点。文中重点介绍了2 μm波段硅光子器件的研究进展,以及基于III-V族、铌酸锂薄膜、氮化硅、硫系玻璃等其他材料的一系列功能性器件,最后对2 μm波段片上光子集成器的发展前景进行了展望。
2 μm波段 集成光学 片上集成光子器件 光子集成 2 μm waveband integrated optics on-chip integrated photonic device photonic integration 
红外与激光工程
2022, 51(3): 20220087
作者单位
摘要
宁波大学 信息科学与工程学院 浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211
硫系玻璃具有超宽的红外透过光谱范围、较高的线性折射率、极高的光学非线性和超快的非线性响应,近年来在集成光子器件研究领域备受关注。首先回顾了硫系玻璃集成光波导的制备,综述了硫系集成光子器件在红外传感和高性能非线性应用方面取得的进展,然后介绍了硫系相变光子器件在光开关、光存储和光计算等方面的前沿进展,最后对目前硫系玻璃光子器件研究存在的问题进行了归纳,并对未来的研究方向进行了展望。
硫系玻璃 集成光子器件 红外传感 非线性效应 相变材料 chalcogenide glass integrated photonic devices infrared sensing nonlinear effect phase change materials 
红外与激光工程
2022, 51(3): 20220152
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第四十四研究所, 重庆 400060
铌酸锂单晶薄膜(LNOI)具有透光光谱宽, 折射率高, 二阶非线性高及压电响应大等优点, 是一种重要的集成光子学基础材料。LNOI材料具有亚波长尺度的光约束和光电器件的高密度集成能力, 能够实现具有更高性能、更低成本的全新器件及应用, 给光通信和微波光子学带来革命性的变革。该文重点综述了LNOI的制备技术、LNOI电光调制器、LNOI声光调制器和LNOI电光频率梳的最新研究进展, 简要讨论了铌酸锂光子器件在制作工艺和系统实现中面临的挑战。
绝缘体上铌酸锂 集成光子器件 铌酸锂单晶薄膜(LNOI)电光调制器 铌酸锂单晶薄膜(LNOI)声光调制器 铌酸锂单晶薄膜(LNOI)光学频率梳 lithium niobate(LiNbO3) on insulator(LNOI) integrated photonic device LNOI electro-optic modulator LNOI acousto-optic modulator LNOI electro-optic frequency comb 
压电与声光
2020, 42(6): 837
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第二十七研究所, 河南 郑州 450047
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
Sagnac干涉仪在光学滤波领域有着重要应用。基于三维氮化硅波导平台,利用双层的多微环系统实现了新型类Sagnac谐振滤波系统,其中底层主微环腔分别与顶层输入/输出波导和单/双子微环实现了反馈耦合。光经耦合区域产生了两束相向传输并互相干涉的光波,从而实现了滤波波形和谐振峰位可调的滤波结构。基于传输矩阵和迭代方法分析输出光谱,通过改变波导与微腔的耦合系数设计输出光谱波形,利用金属加热电极调制主微腔的相位以调控谐振峰位。理论分析和实验表征结果表明,通过增加顶层子微环数可有效增强器件的密集滤波效果,此三维集成结构可提供更多的设计自由度。相关的多微环谐振滤波系统可以广泛应用于光通信和光传感等领域。
集成光学 Sagnac效应 集成光子器件 微环谐振器 氮化硅 integrated optics Sagnac effect integrated photonic devices microring resonators silicon nitride 
中国激光
2020, 47(11): 1113003
作者单位
摘要
上海交通大学 电子工程系 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海200240
文章提出了一种基于多级级联延迟干涉结构的可重构光学滤波器, 可实现滤波带宽的调节。该级联干涉结构可重构为两类滤波器: 一类为单次延迟干涉器, 通过增加延迟量可实现滤波周期和带宽的调节; 另一类是多次延迟干涉器, 通过改变级联级数和光开关的分光比可实现固定滤波周期的带宽调节。采用传输矩阵方法建立了该延迟干涉滤波器的理论模型并进行了模拟仿真。二次和三次延迟干涉器测试结果表明, 阻带滤波带宽变化大于1/3个滤波周期。
光学器件 集成光子器件 可调光滤波器 optical device integrated phonic (optics) device tunable optical filter 
光通信研究
2015, 41(6): 16

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