摘要：设计了一种基于CdTe纳米线与硅波导的复合光学耦合结构,利用光学绝热耦合实现了CdTe纳米线与片上硅波导的高效率、宽光谱耦合.采用时域有限差分法,研究了 CdTe纳米线与硅波导的模式匹配情况,并建立了 CdTe纳米线与硅波导复合结构的耦合理论模型.在实验中,将通过气相沉积法制备得到的CdTe纳米线与通过光刻工艺制备得到的硅波导组成复合耦合结构,并利用光谱仪测量耦合特性.实验结果表明,当CdTe纳米线与硅波导的耦合长度～10 μm时,在波长1 150～1 650 nm范围内的耦合效率＞90％,耦合带宽达到了 500 nm.所提出的耦合结构具有耦合长度短、耦合带宽大、纳米线材料可选择性高、耦合结构可重复构建等特点,可用于片上波分复用器、集成光学传感器等光通信或光传感器件与系统的研制.

摘要：为满足太赫兹无线通信系统对载波的需求,为解决现有辐射源在频率可调、室温条件工作等方面的局限性,从非线性介质的Maxwell方程入手对非线性聚合物的光学性质进行理论分析,建立硅波导配置的数学模型,设计了硅波导太赫兹波发生器并分析其性能。解决了该方法在散热、自由载流子方面的局限性。指出该STG装置可以将一个THz信号增加15 dB功率后偏移至光域,其输出光束将位于与THz频率加和的泵浦光频上,为THz探测的实现提供了重要依据。

摘要：采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种硅波导导纳检测电路,通过检测光子器件硅波导导纳变化,实现光功率监测。检测电路采用基于目标信号二次谐波(2ω_0)频率的锁定放大结构。目标信号由开关式相敏检测器和跨阻放大器进行频率合成与放大,在2ω_0频率处由二阶OTA-C带通滤波提取,最后硅波导导纳的改变量由提取的电压信号变化量表示。目标信号在2ω_0频率处被提取可以减小1/f噪声对其干扰,从而提高硅波导导纳的分辨率。仿真结果表明,在80 MHz工作带宽内测得导纳分辨率为0.8 pS。

摘要：为了解决硅纳米光子集成器件中纵向分布多模式波导的分离和交叉,提出了一种基于平面阶梯光栅和非对称定向耦合器的模式分离方案,并设计了一种带有曲面反射镜的器件,可实现多模式同时交叉.通过使用三维时域有限差分方法对器件进行仿真,结果表明:设计的平面阶梯光栅可同时分离不同的波长及模式(共9个通道),并具有低于-30 dB的串扰;曲面反射模式交叉器件可同时让3个模式进行交叉,且对所有模式均具有接近-40 dB的低串扰.

摘要：针对现有太赫兹辐射源在输出频率可调性及输出功率方面的局限性。本文从非线性介质的Maxwell方程入手对非线性聚合物的光学性质进行理论分析,建立硅波导配置的数学模型。利用硅材料的高折射率,设计了硅太赫兹波导。分析了太赫兹波导模式图,讨论了硅太赫兹波导模式的有效折射率、波导损耗、连续波输出功率与输出频率的关系,实验结果表明:硅太赫兹波导产生的太赫兹波连续可调,输出太赫兹波频率范围宽至0.1THz到15THz,输出功率可达到微瓦级。

摘要：硅光集成的优势在高速光电子领域不断凸显,被广泛应用于各种通信场景中。在硅基集成技术发展过程中,其面临的一个典型技术难点是硅波导与单模光纤的耦合。本文设计了波导边缘集成的硅微透镜结构,经BPM法(Beam Propagation Method)计算验证该结构可实现3μm厚SOI波导与纤芯直径8.6μm单模光纤90%的近场耦合效率,具备高集成度、高耦合效率、多场景适用等优点。

摘要：通过考虑腔中的自发拉曼散射,提出一种新的绝缘体上硅(SOI)波导拉曼激光器物理模型。仿真结果表明该模型能较好地描述其小信号输出特性,实现对该类激光器的快速分析、设计与优化。利用模型对基于多种SOI波导的拉曼激光器进行分析,结果表明室温下只有采用拥有较大拉曼系数、较小线性损耗和较短有效载流子寿命的SOI波导才能使拉曼激光器达到阈值。提出采用优化SOI波导截面几何尺寸的方法来降低有效载流子寿命,进而提高整体拉曼增益。结果显示该方法可大幅提高SOI波导拉曼激光器的输出功率和能量转换效率。

摘要：该文通过对偏振无关调制原理的分析,提出了一种将石墨烯片在硅波导中以一定角度倾斜放置的倒脊型结构硅基石墨烯偏振无关电光调制器。在1.55μm的工作波长下,该器件调制的TE和TM模式有着相同的有效模式参数变化,且吸收参数差异很小。该器件在1.5~1.6μm的工作波长下能够实现对TE和TM模式高于18 dB的消光比,且模式间的消光比差异低于4 dB,其3 dB调制带宽在理想状态下可达到123 GHz。

摘要：文中首先介绍了激光雷达的研究背景,并对三种激光雷达的解决方案优劣进行了对比;然后,对基于硅光相控阵列技术的激光雷达研究进行总结,对FMCW激光雷达的原理进行论述;接着,对硅光相控阵列技术的研究成果进行介绍,包括功分网络、光相控阵列和天线阵列,并设计一维硅基相控阵芯片,测试结果表明该相控阵芯片可以实现扫描范围±25°,波束宽度6.71°;最后,针对硅基波导饱和功率的限制,导致产品实用化难的问题,提出了氮化硅波导的解决方案。