摘要：根据多模干涉器（MMI,multimode interferometer）的自映像效应,设计了基于2×4MMI的聚合物相干光混频器,优化光混频器结构参数;采用模式转换设计解决多模波导的自映像与单模波导模式失配的问题,从而进一步提高其性能。仿真结果表明,优化后的光混频器其传输损耗小于6.3dB,传输不均衡性小于1dB,相位误差小于1°,并且MMI长度与宽度的设计容差分别达到40μm和0.5μm。根据设计制备了聚合物光混频器,通过实验表征了此光混频器的传输性能。在C波段下的测量结果表明,其传输损耗小于10dB,不均衡性在0.5~1.5dB之间,相位误差小于10°,而达到这些性能的MMI长度与宽度的器件容差分别为25μm和0.5μm,均大于制备过程中0.1μm的工艺容差。测量结果与理论模拟结果基本吻合。本文的聚合物光混频器成本低、容差高,对实现高集成度相干接收机具有实际意义。

摘要：基于光学薄膜的偏振效应和多光束干涉效应设计了由多层二氧化钛(Ti O2)-二氧化硅(Si O2)薄膜结构组成的偏振分束片,提出了在聚合物光波导中混合集成的方案,并采用时域有限差分(FDTD)数值法优化了方案中的结构设计。在聚合物材料基底上制备了Ti O2-Si O2多层薄膜偏振分束片,并将此薄膜偏振分束片嵌入聚合物光波导的沟槽中,从而实现了结构紧凑的偏振分束器。而后对此混合集成偏振分束器进行了实验表征,实验表明该器件在C波段上的插入损耗低于2.5 d B,偏振消光比大于25 d B。这样混合集成的偏振分束器不仅可用于现有的偏振控制光学系统中,而且充分发挥了薄膜偏振分束片的优势,可为实现小型化、高度集成的偏振分束器提供新方案和更多的自由度。

摘要：对提高基于聚合物材料的WBG(波导布拉格光栅)的热光调制效率的方法进行了研究。根据聚合物材料的光学特性设计了三阶的WBG,仿真分析了WBG结构参数对光栅传输特性的影响;为提高热光调制效率,采用了内嵌式电极结构与在WBG两侧构建AT(空气沟槽)相结合的方案。模拟结果表明,与一般热光型调制结构相比,该方案的波长调谐灵敏度提升了1.87倍,实现了大范围的波长可调。所设计的热光可调WBG具有受热性强、热均匀性高及热串扰低等优点。

摘要：采用三维结构光子器件可以实现多维度的空分复用,即并行处理多路信号,从而增加传输容量,提高集成密度。文章根据三维多模干涉耦合器的自成像原理,设计了一种易于集成的三维模式转换分束器。该分束器可以将输入的基模光场转换为3个基模光场和3个一阶模光场输出。用聚合物材料设计并优化得到多模波导的长、宽和高分别为3 398.17、50.00和29.37μm。模拟结果显示,在1 550nm波长时的总传输效率为85.5%,其中基模输出光场的传输效率为28.9%,最大不均衡性为0.010dB;一阶模输出光场的转换效率为56.6%,最大不均衡性为0.004dB。