摘要：面向多路射频模拟信号的高线性传输需求,基于强度调制-直接探测的原理,提出了基于波分复用技术的模拟射频光传输方案;利用高线性度模拟直调半导体激光器、波分复用器、模拟光电探测器,设计了基于微波光子技术的波分复用射频光传输链路,该链路具有低串扰、低失真、链路增益可调等性能。利用该链路进行了直调激光器、驱动控制电路、射频光发射模块和光接收模块的样机研制。对所研制出的样机进行了实验测试。测试结果表明:通道增益可在-30~10 dB调谐,通道内基波与二次谐波抑制比高于50 dB,相邻及非相邻通道间射频串扰均低于60 dB,相位一致性在±5°以内。针对不同的信号输入功率,在线调整链路增益,改善链路的信噪比或非线性失真效应。设计和研制的样机可用于低频段射频信号的光纤传输。

摘要：设计制备了一种低功耗的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型聚合物热光开关器件,为降低开关的功耗,将器件加热区的调制臂波导设计成悬浮波导,从而抑制波导芯区处热量向硅衬底的扩散。模拟结果显示,相比于传统波导结构的热光开关,悬浮波导结构可以明显减少热扩散。利用半导体工艺成功制备了具有悬浮波导结构的热光开关器件,在1550 nm工作波长下,热光开关的功耗为9.3 mW,消光比为21 dB,开关的上升和下降时间分别为392μs和697μs。

摘要：刻蚀衍射光栅作为波分复用/解复用器件,有望在光通信系统中得到广泛应用。在基于顶层硅厚度为220 nm的绝缘体上硅材料上设计并制作了一种新型刻蚀衍射光栅,该刻蚀衍射光栅引入六角晶格空气孔型光子晶体作为其反射镜。模拟结果显示,相较于传统的阶梯光栅反射镜的刻蚀衍射光栅,光子晶体反射镜的刻蚀衍射光栅在理论上可有效降低器件的制作工艺难度以及插入损耗,同时可以实现器件偏振的保持。随后仅利用一步电子束光刻工艺及一步电感耦合等离子体刻蚀工艺制作了该光子晶体反射镜的刻蚀衍射光栅。测试结果表明:该光子晶体反射镜的刻蚀衍射光栅片上损耗为9.51~11.86 dB,串扰为5.87~8.72 dB,后续可通过优化工艺条件和优化输出波导布局,进一步提高器件的性能。

摘要：采用深紫外光刻及等离子体刻蚀等工艺制备基于绝缘体上硅材料的环形滤波器,且微环半径仅为5μm。制备基于单微环的4通道光分插复用器,器件尺寸仅为3000μm×500μm。测试结果表明,该器件可以很好地实现上下载功能。其自由频谱宽度约为19.6 nm,最大消光比为19.76 d B。同时优化设计制备基于跑道型双微环可调谐光分插复用器。对这两种结构的光分插复用器的相邻信道间串扰进行测试,基于单微环滤波器和跑道型双微环滤波器的信道间最大串扰分别为-11.94 d B和-20.04 d B。所设计的基于双微环光分插复用器上下载通道与主信道间没有交叉波导结构,因此相邻通道串扰明显低于单环型的光分插复用器。同时设计并制备基于双微环PIN结型电光调制器。当偏置电压增加到1.6 V时,谐振峰发生0.78 nm的蓝移,并对测试结果进行分析。

摘要：采用绝缘层上Si(SOI)材料设计制备了3×5纳米线阵列波导光栅(AWG),器件大小为110μm×100μm。利用简单传输法模拟了器件的传输谱,并采用二维时域有限差分(FDTD)模拟中心通道输出光场的稳态分布,模拟结果表明,器件的通道间隔为11 nm,通道间的串扰为18 dB。通过电子束曝光(EBL)和感应耦合等离子(ICP)刻蚀制备了所设计的器件,光输出谱测试分析表明,器件中心通道的片上损耗为9 dB,通道间隔为8.36～10.40 nm,中心输出通道的串扰为6 dB。在误差允许范围内,设计和测试的结果一致。

摘要：设计了基于绝缘层上硅(SOI)材料的8通道Si纳米线阵列波导光栅(AWG),器件的通道间隔为1.6nm,面积为420μm×130μm。利用传输函数法模拟了器件传输谱,结果表明,器件的通道间隔为1.6nm,通道间串扰为17dB。给出了结合电子束光刻(EBL)和感应耦合等离子(ICP)刻蚀技术制备器件的详细流程。光谱测试结果分析表明,器件通道间隔为1.3～1.6nm,通道串扰为3dB,中心通道损耗为11.6dB。

摘要：采用InP基衬底设计并制备了1550 nm垂直腔面发射激光器。采用混合镜面布拉格发射镜,其中顶部采用4.5对硅和二氧化硅的介电布拉格反射镜,同时采用隧道结的方式降低p层载流子吸收。制备出阈值电流在20 mA,室温直流下输出光功率为7μW,激射波长为1554 nm,激射谱半高宽为3 nm的垂直腔面发射激光器。

摘要：设计并制作了基于绝缘体上硅（SOI）材料的1×16阵列波导光栅（AWG）。该AWG器件的中心波长为1 550nm,信道间隔为200GHz,采用了脊型波导结构。首先确定了波导的结构尺寸以保证单模传输,并利用束传播法（BPM）模拟了波导间隔、弯曲半径和锥形波导长度等参数对器件性能的影响,对器件结构进行了优化,同时也利用BPM方法模拟了器件的传输谱。模拟结果显示：器件的最小信道损耗为4.64dB,串扰小于-30dB。根据优化的器件结构,通过光刻等半导体工艺制作了AWG,经测试得到AWG器件的损耗为4.52～8.1dB,串扰为17～20dB,能够实现良好的波分复用/解复用功能。

摘要：采用绝缘层上Si(SOI)纳米线阵列波导光栅(AWG)结构设计了超紧凑光纤到户(FTTH)单纤三向滤波器。二维时域有限差分(2D-FDTD)模拟输出光场表明,3个波长光信号输出光场清晰,实现了1490 nm和1550nm下行波长的解复用和1310 nm波长的上传复用功能;进一步的输出功率模拟表明,当各波长信号输入功率为1 mW时,1490 nm端口输出功率为0.49 mW,1550 nm端口输出功率为0.49 mW,1310 nm上传信号功率为0.55 mW,相应的插入损耗分别约为-3.1、-3.1和-2.6 dB。各端口的串扰光功率可被抑制到-25.2 dBm以下,相应的串扰小于-22.6 dB。采用电子束(EB)光刻结合诱导耦合等离子干法(ICP-RIE)刻蚀,制备出了Si纳米线单纤三向滤波器,经红外CCD成像观察到器件具有3个波长的分波功能。

摘要：基于硅的等离子体色散效应,构建了大尺寸SOI基光波导电光可调光衰减器(VOA)仿真模型,系统模拟分析了结构参数对VOA衰减及偏振相关特性的影响,优化设计出了低功耗、低偏振相关损耗的VOA器件,仿真结果表明,该VOA在20dB衰减下的功耗仅为24mW,偏振相关损耗为0.41dB。