摘要：为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计可扩大端面处的模场,从而降低对加工精度的要求。在侧壁倾角62°和最小宽度150 nm的工艺条件下,理想的双尖端和三尖端结构分别在1550 nm波长处实现0.47 dB和1.04 dB的单端耦合损耗,且具有较大的工作带宽和对准容差。最后,结合多尖端耦合结构的制造和测试结果,分析薄膜铌酸锂芯片上端面耦合结构的优化方案,为进一步实现低损耗耦合结构奠定基础。

摘要：薄膜铌酸锂波导与单模光纤在模场尺寸上存在很大差异,模场失配严重,导致两者直接耦合的效率低下。针对薄膜铌酸锂波导与超高数值孔径(ultra-high numerical aperture, UHNA)光纤的端面耦合问题,基于时域有限差分(finite difference time domain, FDTD)法优化设计了反向锥形端面耦合器的结构参数,仿真实现了薄膜铌酸锂矩形波导与UHNA光纤的高效耦合。利用电子束曝光、电感耦合等离子体刻蚀等工艺,制备了反向锥形耦合器,设计并建立了端面耦合测试平台,完成了反向锥形耦合器的性能测试。实验结果表明,反向锥形耦合器近场输出光斑在水平和垂直方向的模场直径分别为3.3和3.6μm,水平和垂直方向的3 dB对准容差分别为3.0和3.2μm,单端插入损耗为6.24 dB/面,表明设计制作的反向锥形耦合器具有较好的耦合性能。该研究为大容量、高速率的集成光子器件与光纤之间的耦合提供了高耦合效率的光接口方案。

摘要：设计了两种适用于光波导高精度对接耦合的自动调芯方案 ,这两种方案从原理上克服了常规调芯过程依赖于对微变信号精确测试的困难。提出了实现自动调芯的结构 ,完成了调芯系统的光机电一体化、相应的控制程序以及与计算机的接口界面。采用通信用单模光纤作为标准光波导做了端面耦合试验 ,自动调芯结果显示 ,在 1310nm波长上 ,平均耦合损耗为 0 .0 75dB ,标准误差为 0 .0 0 99dB ;在 15 5 0nm波长上 ,平均耦合损耗为 0 .0 6 2dB ,标准误差为 0 .0 0 6 6dB。自动调芯过程在 2min内完成。

摘要：针对硅光子集成回路缺少实用化光源的问题,提出了一种1.55μm波段InP基FP激光器芯片、InP基PIN光电探测器芯片与硅光波导芯片集成模块的设计与制备方法。使用CMOS工艺兼容的硅光无源器件制备工艺,设计并制备了倒拉锥型端面耦合器,与锥形透镜光纤耦合效率为36.7%。采用微组装对准技术将激光器芯片与硅波导芯片耦合、UV固化胶固化后耦合效率为35.8%,1 dB耦合对准容差横向为1.2μm,纵向为0.95μm。

摘要：本文根据模式耦合理论分析,设计制作了一个实用性较强的单模平面Ti:LiNo_3光波导端面激砺的耦合装置。为了缩小单模光纤端面出射高斯光束的束腰,用电弧放电烧熔法在光纤端面制作了一个透镜,使之与单模平面光波导的模式更好地匹配。为精密调节对准,用二维硅V形槽作为光纤与波导耦合的精密定位调节架。实际测得该耦合装置的光纤与波导效率达64％。

摘要：开发设计了一种新的列阵自动对接方法,该方法将多目标演化法导入光纤—光波导列阵—光纤列阵的自动对接,并行操作次数较常规遗传法大幅减少.数值仿真表明,对于模场非对称因子为0.4%的单模波导列阵与光纤列阵的双芯对接,能实现0.04dB的平均端面耦合损耗.用于1×8波导分支耦合器与通道间距误差在0.35μm以内的光纤列阵对接,自动耦合仿真达到了小于0.1dB的平均端面耦合损耗,最大值与最小值的差小于0.06dB.

摘要：设计了两种适用于光波导高精度自动对接耦合的调芯方案 ,从原理上克服了常规调芯过程中微变信号精确测试的困难。完成了调芯系统的光机电一体化、控制程序和接口界面。单模光纤作为标准波导的端面耦合自动调芯试验显示 ,平均耦合损耗分别为 0 .0 75dB (1310nm波长 )和 0 .0 6 2dB (15 5 0nm波长 ) ,相应的标准误差分别为 0 .0 0 99dB和 0 .0 0 6 6dB ,调芯过程在 2min内完成。单模光纤单模波导单模光纤的对接耦合实验结果表明 ,端面耦合损耗平均值分别为 0 .14 0dB(1310nm波长 )和 0 .10 9dB(15 5 0nm波长 ) ,标准误差分别为 0 .0 0 82dB和0 .0 10 7dB ,调芯时间累计不超过

摘要：设计了一种新的阵列对接方法,即将遗传算法导入光纤、光波导分支耦合器、光纤阵列的自动对接。数值仿真结果表明,常规的八通道波导分支耦合器的对接耦合能实现各通道小于9.1dB的插入损耗,最大值与最小值之差小于0.1dB,即自动对接方案具有良好的性能。

摘要：开发设计了三种适用于光波导自动对接耦合的调芯方案:半值法、质心法、遗传法.完成了自动对接系统样机.通过了两类波导-光纤自动端面对接的实测.结果表明,该自动对接系统具有高效率低损耗对接的良好性能.