中红外(2.5 μm~25 μm)波段包含许多重要的原子和分子共振峰,因此中红外超连续谱广泛应用于生物医学、光谱学和环境科学等领域。碲化镉(cadmium telluride, CdTe)在中红外波段具有超宽的透射光谱范围0.86 μm~25 μm,同时CdTe具有较大的三阶非线性系数,是实现中红外超连续谱的理想材料。本文设计并加工了一种基于CdTe为芯层、低折射率介质硫化镉为缓冲层、硅为衬底的波导。采用广义非线性薛定谔方程仿真了该波导以中心波长为5.5 μm中红外激光作为泵浦,能够实现4.1 μm~9.7 μm的超连续谱输出。实验中通过湿法刻蚀制作CdTe多晶波导,并采用中心波长为1030 nm,脉冲宽度为250 fs的激光器作为泵浦源,观察到在波导中发生明显的自相位调制而产生的光谱展宽。该工作为CdTe集成波导应用于中红外超连续谱及中红外波段的片上光学器件提供了新的可能。
集成波导 超连续谱 中红外激光 超快激光 integrated waveguide supercontinuum mid-infrared laser ultrafast laser
中国矿业大学 信息与控制工程学院, 江苏 徐州 221116
提出了一种表面刻有一对互补开环谐振器(CSRR)的45°扇形基片集成波导谐振腔(SSIWR), 设计并制作了一款结构紧凑且具有高选择性的双层双频平衡带通滤波器。分别利用具有带通特性的CSRR和谐振腔内的TM220模实现了差模双频响应; 模式间的耦合以及缺陷地结构(DGS)的引入使得滤波器在通带附近产生4个传输零点, 提高了带外抑制。此外, 通过平衡结构以及优化的馈电位置, 实现了良好的共模抑制。滤波器的中心频率为10.13 GHz和10.83 GHz, -3 dB带宽为140 MHz和150 MHz, 两通带内的共模抑制分别超过了30.36 dB和29.87 dB, 实测结果与仿真结果基本一致。
平衡滤波器 双频带通滤波器 扇形基片集成波导 双层结构 互补开环谐振器 balanced filter dual-band bandpass filter sector substrate integrated waveguide double-layer structure complementary split-ring resonator
武警工程大学 信息工程学院,陕西 西安 710086
介绍了电磁二维可重构滤波器的背景、意义、国内外的发展现状及调节原理,将电磁二维可重构滤波器分为利用磁电复合材料结构和利用磁可调和电可调混合结构两类,并分别进行性能分析。重点对结构和材料各异的利用磁电复合的电磁二维可重构滤波器进行了性能参数上的对比,最后总结了电磁二维可重构滤波器的现存问题和未来发展趋势。
滤波器 电磁二维可重构 磁电复合材料 基片集成波导 filter electromagnetic two-dimensionally tuned magnetoelectric composite substrate integrated waveguide 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 889
1 南京邮电大学量子信息技术研究所,江苏 南京 210003
2 南京邮电大学宽带无线与传感网技术教育部重点实验室,江苏 南京 210003
为了实现高集成度和高稳定性的三维光学芯片,必须对三维空间波导的耦合特性进行系统研究。本文主要研究三维集成光学芯片中波导之间的耦合问题。通过全波仿真的方法数值模拟波导阵列在不同架构下的电场分布,并分析平行波导间和交叉波导间的耦合效率与波导间距、周围介质折射率、工作波长和夹角之间的关系。在平行波导中,当两个SiO2基片上波导之间的中心间距为0.76 μm和耦合长度为72.5 μm时,垂直方向上波导间的耦合效率达到0.997。在交叉波导中,波导之间的耦合效率对波导夹角很敏感,当夹角大于10°时,波导间不发生耦合,可以通过调整波导间的夹角来控制波导之间的耦合。
光学器件 集成波导 光学芯片 耦合效率 波导模式 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1923001
1 科技部高技术中心材料处, 北京 100044
2 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点联合实验室, 北京 100083
3 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
4 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
二氧化硅平面光波导(PLC)器件以其低损耗、高工艺容差, 以及与CMOS工艺兼容和与单模光纤模场匹配良好等优点, 在光通信、光互连和集成光学中得到了广泛的应用。文章综述了二氧化硅平面光波导器件及其应用的进展, 重点针对分束器、阵列波导光栅、可调光衰减器及其集成器件的最新研究进行了介绍, 对未来发展趋势进行了展望。
有源光子集成波导器件 无源光子集成波导器件 集成光学 光通信系统 active photonic integrated waveguide devices passive photonic integrated waveguide devices integrated optics optical communication system
中国矿业大学 信息与控制工程学院, 江苏 徐州 221116
该文提出了一种60°扇形基片集成波导谐振器, 然后在谐振器中加载一排金属通孔, 对其TM110、TM210和TM120模进行扰动, 最后利用扰动后的场模式, 在60°扇形基片集成波导谐振器的基础上设计了一款结构紧凑的三频带通滤波器。通过分别引入互补开口环谐振器和源-负载耦合结构, 改善了滤波器的频率选择特性。3个通带的中心频率分别为5.61 GHz、7.41 GHz和8.77 GHz, 3 dB带宽分别为148 MHz、298 MHz、347 MHz。滤波器的测试与仿真结果基本吻合。
基片集成波导 扰动 三通带 互补开口环谐振器 源-负载耦合 substrate integrated waveguide perturbation triple-band complementary split-ring resonators source-load coupling
天津理工大学 电气电子工程学院, 天津 300384
针对传统的半模基片集成波导漏波天线存在开放边界处能量泄露以及无法进行连续波束扫描的问题,文章提出了一种带有折叠接地面的半模基片集成波导漏波天线。通过在波导表面周期性加载具有横向与纵向缝隙的辐射单元, 抑制了侧向辐射的开放阻带效应, 使得天线能够实现从后向至前向的连续波束扫描。该天线可在9~13 GHz的工作频段内实现-51~24 °, 总计75 °的宽角度波束扫描, 实际测量的增益范围在6.9~12.3 dBi之间。由于波导的开放边界处设置了金属化通孔阵列, 使得天线增益明显提高。相比以往报道的同类型天线, 文章提出的天线具有更大的波束扫描范围与扫描灵敏度, 该天线可应用于无线通信和波束扫描雷达系统中。
无线通信 波束扫描 基片集成波导 漏波天线 wireless communication beam scanning substrate integrated waveguide leaky-wave antennas
强激光与粒子束
2020, 32(3): 033001
强激光与粒子束
2019, 31(12): 123001