摘要：设计了一种新型改进结构马赫-曾德尔干涉(MZI)电光开关,即在传统结构MZI电光开关中,使用一个相位发生器(PGC)取代一个3 dB耦合器。给出了改进器件的模型和工作原理,导出了振幅传输矩阵,分析了相移补偿原理和开关条件,优化了结构参数,模拟了传输功率、输出功率、输出频谱、插入损耗、串扰等特性。仿真结果表明,所设计器件的开关电压为2.445 V,开关时间为18.1 ps,拓展后的输出频谱为110 nm,工作波长在1492≤λ≤1602 nm范围内,器件的插入损耗小于2.24 dB,串扰小于-30 dB。设计结果与基于光束传播法(BPM)的Optiwave软件模拟结果吻合较好。

摘要：应用耦合模理论、电光调制理论、保角变换法和镜像法,给出了分析聚合物定向耦合电光开关高频响应特性的功率传输矩阵新方法,导出了输出功率、上升时是、下降时间、开关时间及截止开关频率的表达式。为了获得较低的传输损耗、较好的阻抗匹配、较小的开关电压以及较高的截止频率,优化设计了器件的波导结构和电极结构。模拟结果表明,所设计器件的开关电压为1.457 V,耦合长度为4.374 mm,开关时间为32.8 ps,截止开关频率为114.7 GHz。与点匹配法的计算结果和实验结果的对比表明,该理论分析方法具有较高的精度。

摘要：阐述了定向耦合电光开关的基本结构及工作原理,利用耦合模理论和电光调制理论,在1550nm波长下,对器件的结构参量进行了优化,并对其传输光谱、开关电压、插入损耗、串扰等特性进行了分析.模拟过程中,考虑了因金属电极和聚合物材料引起的模式损耗.器件的结构参量优化值为:波导芯截面尺寸为1.7×1.7μm2,波导芯与电极间的限制层厚度为1.5μm、电极厚度为0.15μm,波导间的耦合间距为2.0μm,相应的耦合长度为2926μm.模拟结果表明,本文所设计的器件在开关转换电压0和17.4V下,在1534到1565nm的波长范围内,器件的插入损耗小于0.16dB,串扰小于-20dB,耦合区在2734～3120μm范围内,器件的插入损耗小于0.22dB,串扰小于-20dB.

摘要：为了消除单节电极定向耦合电光开关的工艺误差对器件性能的不良影响,应用耦合模理论、电光调制理论、保角变换及镜像法,优化设计了一种两节交替反相电极聚合物定向耦合电光开关.模拟结果表明,该器件具有良好的开关性能:在1550nm的工作波长下,器件耦合区的长度为4753.5μm,交叉态电压为1.22V,直通态电压为2.65V,插入损耗小于2.21dB,串扰小于-30dB.通过微调状态电压,可以很容易地消除工艺误差对器件性能产生的不良影响.本文方法的设计结果与光束传播法的仿真结果符合得很好.

摘要：A polymer directional coupler （DC） electro-optic switch with push-pull electrodes and rib waveguides is designed based on the conformal transforming method, image method, coupled mode theory, and electro-optic modulation theory. Its structure and principle are described, the design and optimization are performed, and the characteristics are analyzed, including the coupling length, switching voltage, output power, insertion loss, and crosstalk. To realize normal switching function,the fabrication tolerance,wavelength shift, and coupling loss between a single mode fiber （SMF） and the waveguide are discussed. Simulation results show that the coupling length is 3082μm; the push-pull switching voltage is 2.14V;and the insertion loss and crosstalk are less than 1.14 and -30dB,respectively. The proposed analytical technique on waveguides and electrodes is proven to be accurate and computationally efficient when compared with the beam propa- gation method （BPM） and the experimental results.

摘要：利用耦合模理论、电光调制理论和微环谐振理论,提出一个聚合物串联耦合双环电光开关器件模型,在1.55μm谐振波长下对该器件进行了模拟和优化.结果为:微环波导芯截面尺寸为1.6×1.6μm2,波导芯与电极间的限制层厚度为1.6μm,电极厚度为0.15μm,微环半径为15.2μm,微环与信道间的耦合间距为0.14μm,微环与微环间的耦合间距为0.6μm,输出光谱的3dB带宽约为0.06nm,开关电压约为6V左右,插入损耗约为2.2dB,串扰约为-20dB.所设计的双环电光开关较单环型电光开关不仅输出光谱更加平坦陡峭,非谐振光更弱,而且开关电压更低.

摘要：给出了一种新型聚合物脊形波导定向耦合电光开关的结构模型和设计方法。应用保角变换法和镜像法分析了对称共面双电极的电场分布。为了获得最小的模式损耗和开关电压,优化了电极厚度、电极宽度和电极间距。为了使器件实现正常的开关功能,讨论了所能允许的开关电压的波动范围。模拟计算结果如下:脊形波导的芯宽度4.0μm,芯厚度1.5μm,脊高0.5μm,耦合间距3.0μm,优化后的电极厚度0.15μm,电极宽度3.0μm,电极间距3.5μm,耦合长度3082μm,开关电压5.43 V;当开关电压在5.28到5.59 V范围内波动时,器件的插入损耗小于0.60 dB,串扰小于-30 dB。与BPM仿真结果的对比表明,该优化方法具有较高的精度。

摘要：利用耦合模理论、电光调制理论和微环谐振理论,提出了一个完善合理的聚合物微环谐振器电光开关阵列模型.该器件由1条水平信道、N条竖直信道和N个微环构成,在微环上施加不同方式的驱动电压,可以实现N+1条信道的开关功能.以1×8信道结构为例,在1550nm谐振波长下对该器件进行了优化设计和模拟分析.其结果是:微环波导芯的截面尺寸为1.7×1.7μm2,波导芯与电极间的缓冲层厚度为2.5μm,电极厚度为0.2μm,微环半径为13.76μm,微环与信道间的耦合间距为0.14μm,输出光谱的3dB带宽约为0.05nm,开关电压约为12.6V,插入损耗约为0.67～1.26dB,串扰小于-20dB,开关时间约为11.35ps.

摘要：By using the proposed 3-D mode propagation analysis method and point-matching method, a polymer multimode interference (MMI) Mach-Zehnder interferometer (MZI) electro-optic (EO) switch is designed and optimized for enhancing the EO modulating efficiency and matching the impedance and the velocity. The designed switch possesses low driving voltages of ±1.375 V with a short EO active region length of 5 mm under 1550 nm wavelength, and the estimated cutoff switching frequency is up to 263 GHz due to the less mismatch between the lightwave velocity and microwave velocity. The 3-dB lightwave bandwidth is 60 nm, and within the wavelength range of 1520-1580 nm, the insertion loss and crosstalk are less than 6.71 and -30 dB, respectively.

摘要：微环谐振波分复用器(MRRWM)利用微环谐振器(MRR)的滤波选频功能,把主信道中输入的多个工作波长从不同输出信道中分离出来,从而实现其分波功能。尽管MRRWM以MRR为基础,但由于微环型器件结构的特殊性,对MRRWM必须进行更为严格的设计与分析。本文通过对1×8信道硅基聚合物MRRWM的折射率分布、波导尺寸、谐振级数、耦合层厚度等结构参数的合理优化,不仅从理论上消除该器件的模式双折射效应,而且提出一种降低器件制造难度的有效方法。