摘要：设计、仿真并制备了一种用于光纤布拉格光栅(FBG)解调的阵列波导光栅(AWG)芯片。该芯片基于SOI衬底进行制备,并在AWG的输入/输出波导、阵列波导与平板波导之间采用双刻蚀结构进行优化。经仿真,该AWG的插入损耗为1.5 dB,串扰小于-20 dB,3 dB带宽为1.5 nm。优化后的AWG芯片采用深紫外光刻技术、电感耦合等离子体等技术制备。经测试,该AWG的插入损耗为3 dB,串扰小于-20 dB,3 dB带宽为2.3 nm。搭建了基于该AWG的解调系统,解调实验结果表明,该系统在0.8 nm范围内的解调精度可达11.26 pm,波长分辨率为6 pm。

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：首先从理论上详细分析阵列波导光栅的串扰、插入损耗和带宽对解调系统的动态范围、波长分辨率及解调精度的影响。结果表明,带宽越大,解调系统的动态范围越大,但波长分辨率会有所下降;串扰越小,解调精度越高。然后从理论上研究影响阵列波导光栅输出光谱带宽的因素,如阵列波导光栅的衍射级数、阵列波导数及喇叭口宽度等。结果表明,当阵列波导数越小和锥形波导的开口宽度越大时,则阵列波导光栅的通带带宽越大。最后设计一款基于2%折射率差二氧化硅材料体系的阵列波导光栅,其具有带宽宽、损耗低和串扰低等特点,为基于阵列波导光栅的光纤光栅解调系统的研究提供理论指导,并指明器件及系统的优化方向。

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。

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：设计并制作了基于绝缘体上硅（SOI）材料的16通道光功率可调波分复用/解复用器（VMUX/DEMUX）,其信道间隔为200 GHz。该VMUX/DEMUX器件为阵列波导光栅和电吸收型可调光衰减器的单片集成。给出了器件的基本工作原理、基本结构以及器件的结构参数值,并对器件进行了测试,且对测试结果进行了简单分析。测试结果显示,该VMUX/DEMUX器件的片上损耗为9.324～10.048 d B,串扰为6.5～8.2 d B;在20 d B衰减下,单通道最大功耗为87.98 m W;16通道中最快响应上升时间为34.5 ns,下降时间为37.0 ns,响应时间为71.5 ns,所有通道的响应时间均在100 ns以下。该器件整体尺寸为2.9 mm×1 mm,能够实现良好的波分复用/解复用及信道功率均衡的功能。