检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

X-切薄膜铌酸锂高效率光栅耦合器的设计

半导体光电 2022年第2期43卷 280-284页

作者：罗砚浓蔡鑫伦广西医科大学生命科学研究院生物医学光子学研究中心南宁530021 中山大学电子与信息工程学院光电材料与技术国家重点实验室广州510006

基于X-切绝缘体上薄膜铌酸锂平台,提出并设计了一种高耦合效率的切趾一维光栅耦合器。采用非晶硅覆盖层材料,结合亚波长光子晶体等效方案和遗传算法增强光栅耦合效率。在中心波长1550 nm处,光栅的峰值耦合效率为-1.08 dB,通过引入底部... 详细信息

基于X-切绝缘体上薄膜铌酸锂平台,提出并设计了一种高耦合效率的切趾一维光栅耦合器。采用非晶硅覆盖层材料,结合亚波长光子晶体等效方案和遗传算法增强光栅耦合效率。在中心波长1550 nm处,光栅的峰值耦合效率为-1.08 dB,通过引入底部金属反射镜可进一步提高至-0.53 dB,其1 dB带宽约为61 nm。

关键词：铌酸锂光栅耦合器非晶硅高耦合效率

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

氮化镓/掺偶氮苯聚合物光栅耦合器特性研究

量子电子学报 2019年第4期36卷 506-512页

作者：班文君朱冰中国科学技术大学电子工程与信息科学系安徽合肥230027 中国科学院电磁空间信息重点实验室安徽合肥230027

提出一种氮化镓与掺偶氮苯聚合物复合材料集成光波导光栅耦合器,并通过仿真计算分析了这种器件的特性。用氮化镓铝衬底上对称的双氮化镓脊形光波导构成集成光波导定向耦合器,涂覆掺偶氮苯聚甲基丙烯酸甲酯聚合物作为包层.利用掺偶氮苯... 详细信息

提出一种氮化镓与掺偶氮苯聚合物复合材料集成光波导光栅耦合器,并通过仿真计算分析了这种器件的特性。用氮化镓铝衬底上对称的双氮化镓脊形光波导构成集成光波导定向耦合器,涂覆掺偶氮苯聚甲基丙烯酸甲酯聚合物作为包层.利用掺偶氮苯聚合物的光敏特性,在两脊形波导间区域通过周期性光照制作布拉格光栅。利用耦合模理论分析了这种光栅耦合器中各模式间的耦合关系,确定了各模式的耦合模方程,仿真计算了这种光栅耦合器各端口的输出特性,包括各模式的幅度随着传输距离的变化,以及各端口输出的幅度变化关系。在此基础上进一步分析了多周期耦合光栅耦合器的频谱特性,为集成光路中实现复杂频谱信号的操作提供了一种新的实现方案。

关键词：波导光学光栅耦合器耦合模理论氮化镓偶氮苯聚合物

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

用于芯片天线的硅基光栅耦合器改良设计

兵器装备工程学报 2020年第10期41卷 249-254页

作者：杨成俊祎徐军高旸陈召远火箭军工程大学西安710025

针对激光通信系统对芯片式光学天线小型化、集成化的需求,本文提出了一种对现有直线型光栅耦合器设计进行改良的新方法,采用成会聚形光栅耦合技术,解决了模板转换器大尺寸的影响。仿真结果表明,样品经改良设计后,在保持耦合效率几乎不... 详细信息

针对激光通信系统对芯片式光学天线小型化、集成化的需求,本文提出了一种对现有直线型光栅耦合器设计进行改良的新方法,采用成会聚形光栅耦合技术,解决了模板转换器大尺寸的影响。仿真结果表明,样品经改良设计后,在保持耦合效率几乎不变的情况下,尺寸减小到原来的1/4;优化光栅结构参数后制作的实物测试实验结果表明,当波长为1557 nm时,峰值耦合效率为57%,比之前提高16%。

关键词：光栅耦合器衍射光电子学光纤光通信

基于改进PSO算法设计的TFLN平台偏振不敏感光栅耦合器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光通信技术 2024年第4期48卷 9-14页

作者：李坚平邓冶王烈张振荣广西大学计算机与电子信息学院南宁530004 广西多媒体通信与网络技术重点实验室南宁530004 广西高校多媒体通信与信息处理重点实验室南宁530004

针对光栅耦合器存在偏振依赖性问题,在薄膜铌酸锂(TFLN)平台上相继设计了标准型和改进型偏振不敏感光栅耦合器。在设计过程中,首先对粒子群(PSO)算法进行了改进,然后利用改进后的PSO算法对光栅参数进行了优化,包括光栅周期、占空比、刻... 详细信息

针对光栅耦合器存在偏振依赖性问题,在薄膜铌酸锂(TFLN)平台上相继设计了标准型和改进型偏振不敏感光栅耦合器。在设计过程中,首先对粒子群(PSO)算法进行了改进,然后利用改进后的PSO算法对光栅参数进行了优化,包括光栅周期、占空比、刻蚀深度以及入射角等关键参数。最后,设计了偏振不敏感啁啾光栅耦合器,并通过线性啁啾调节有效折射率,从而显著提升了耦合效率和偏振不敏感带宽。仿真结果表明:在波长为1 544 nm时耦合效率最高,偏振不敏感啁啾光栅耦合器的横电(TE)、横磁(TM)模式耦合损耗分别为-4.88、-5.05 dB;在1 500~1 580 nm波长内偏振相关损耗(PDL)小于0.5 dB,偏振不敏感带宽为45 nm。

关键词：薄膜铌酸锂偏振不敏感光栅耦合器啁啾改进粒子群算法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于氮化铝波导的色散调控及光栅耦合器设计

基于氮化铝波导的色散调控及光栅耦合器设计

作者：李加远哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

氮化铝作为目前已知的最宽带隙的半导体材料,能够工作在紫外到红外超宽的波段上。将氮化铝选做光波导器件的材料,能够发掘它的光学性能上的优势,宽禁带的特点使基于氮化铝材料的光波导器件在双光子吸收及自由载流子吸收等方面的非线性... 详细信息

氮化铝作为目前已知的最宽带隙的半导体材料,能够工作在紫外到红外超宽的波段上。将氮化铝选做光波导器件的材料,能够发掘它的光学性能上的优势,宽禁带的特点使基于氮化铝材料的光波导器件在双光子吸收及自由载流子吸收等方面的非线性损耗更低,更有利于非线性效应的研究。本文从波导的色散角度出发,分析以氮化铝半导体材料为主的光波导特性。色散是引起光波导中频谱展宽的主要因素,在光器件设计中要尽量减少色散对脉冲信号的影响。文中设计了四种基本的狭缝氮化铝波导结构,通过对固定色散范围内的带宽以及色散值的分析,详细优化每一个结构参数对色散曲线的影响,使色散能够在宽带范围内实现平坦,在双狭缝波导中实现了超宽带的平坦色散。通过色散优化可以控制零色散波长,增强氮化铝波导的非线性效应,进一步研究波导的非线性特性。基于氮化铝的二阶非线性系数,文中进一步分析了氮化铝狭缝波导中二阶非线性色散优化。通过参数优化,将零色散波长调控到期望的波段,进而提高狭缝波导的非线性特性。在单狭缝波导中实现正交基模之间的转换,通过色散调控,选取合适的泵浦波长,在二倍频处实现基模到高阶模的转换,为后续在氮化铝波导中二次谐波的实验验证打下基础。基于氮化铝的三阶非线性系数,在双狭缝氮化铝波导中分析氮化铝波导三阶非线性效应的波长转换过程。在零色散波长附近选取合适的泵浦波长,计算相位匹配条件,实现基于简并四波混频效应的波长转换,并分析波导的传输长度等对转换带宽及转换效率的影响,在氮化铝波导中实现近红外到中红外波段宽带范围内的转换结果,有利于氮化铝光波导在中红外波段的应用研究。针对氮化铝光器件的研究,在文章最后设计了基于氮化铝材料的高效光栅耦合器。分别设计一维和二维两种结构的光栅耦合器,详细优化光栅参数,分析光栅的衍射特性,使外界独立光源耦合到氮化铝光波导中。基于氮化铝的光波导研究,能够发挥氮化铝半导体材料的独特优势,促进光学器件的性能优化,增加光器件的多样性。

关键词：氮化铝波导色散光栅耦合器非线性效应

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

低损耗光栅耦合器设计

低损耗光栅耦合器设计

作者：雒翔宇浙江大学

学位级别：硕士

信息化时代的快速发展,推动数据通信流量快速增长,新一代的通信需求显著增加。相较于传统电互连,硅基光子集成技术能够利用光信号的带宽大和传播延迟小的特性,有效满足通信需求,且能够与CMOS工艺兼容,实现小体积,低功耗的光芯片设计。... 详细信息

信息化时代的快速发展,推动数据通信流量快速增长,新一代的通信需求显著增加。相较于传统电互连,硅基光子集成技术能够利用光信号的带宽大和传播延迟小的特性,有效满足通信需求,且能够与CMOS工艺兼容,实现小体积,低功耗的光芯片设计。而光芯片与光纤之间,由于存在较大的模场尺寸之差,实现二者之间的低损耗耦合是硅光研究中的重点。光栅耦合器则是解决这一耦合问题的主流设计器件之一。本论文以单偏振低损耗设计为目标,设计了工作在不同波段的光栅耦合器。本文主要取得以下成果:1.提出一种用于多参数优化的定向优化方法,在切趾优化中实现快速收敛。采用鲁棒性版图设计,提高器件刻蚀对准容差,结合交错刻蚀和切趾设计,实验证明光栅的耦合效率为-2.2d B。该结果为130nm CMOS工艺节点下商用硅光工艺制造的C波段硅光栅最低损耗结果。2.提出一种折射率渐变的亚波长结构概念,在新型的梯形亚波长光栅结构下,实验证明单刻蚀梯形亚波长辅助光栅耦合器的耦合效率为-1.73d B,这一结果为O波段同类单刻蚀光栅世界最低损耗结果。3.设计并实验证明了工作在O波段的硅-氮化硅双层光栅耦合器,将氮化硅层设计为增透膜结构,实现高耦合效率双层切趾光栅设计,实验得到双层光栅的耦合效率为-3.15d B。

关键词：光互连光栅耦合器亚波长光栅低损耗多层光栅耦合器

光通信系统中基于SOI的新型光栅耦合器的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

光通信系统中基于SOI的新型光栅耦合器的研究

作者：郭亚楠北京邮电大学

学位级别：硕士

随着光通信的迅速发展,耦合器件在光通信系统中的应用愈加广泛,对于高性能耦合器件的研究也显得尤为重要。耦合器在集成光学领域通常以硅为基底材料,多采用SOI(Silicon-on-Insulator)结构,层结构之间较大的折射率差异,使其具有高效的波... 详细信息

随着光通信的迅速发展,耦合器件在光通信系统中的应用愈加广泛,对于高性能耦合器件的研究也显得尤为重要。耦合器在集成光学领域通常以硅为基底材料,多采用SOI(Silicon-on-Insulator)结构,层结构之间较大的折射率差异,使其具有高效的波导传输特性。基于SOI的光栅耦合器作为一种光信号的输入和输出的耦合器件,因具有高耦合效率和大工作带宽等优势而成为集成光学耦合领域研究的热点并受到极大重视。然而,传统的非垂直耦合光栅耦合器在很大程度上影响了耦合器件的大规模集成应用,因此对完全垂直耦合光栅耦合器件的研究和设计也应运而生。这一耦合形式的突破,大大拓宽了光栅耦合器在光通信系统中的集成应用和发展的范畴。本论文围绕基于SOI结构的光栅耦合器的耦合特性及其在光通信系统中的应用加以研究,主要的研究成果和创新点如下:1、深入分析了光栅耦合条件——布拉格条件(the Bragg Condition,BC),阐述了严格耦合波理论(Rigorous Coupled Wave Analysis,RCWA),并对光栅耦合器结构参数的计算给出了详细的推导过程;此外,对光栅耦合器的仿真和数值计算方法——有限元法(Finite Element Method, FEM)的核心思想以及基于有限元法的COMSOL软件仿真过程中的边界条件设定,网格划分方法等做了详细的讨论。2、完成了基于SOI结构的一维周期性光栅耦合器的研究和设计。依据布拉格条件,在给定的SOI光栅层厚度条件下,合理地计算和优化光栅周期、占空比、光栅槽刻蚀深度等结构参数。仿真和计算结果表明,波长为1550nm的平面光波垂直入射时,耦合效率达到80%以上。3、提出了新型的基于倾斜SOI的光栅耦合器,器件可以实现光纤与波导之间的高效率垂直耦合。在普通平面SOI光栅耦合器的基础上,设计了倾斜SOI结构光栅耦合器,并给出了倾斜层结构的设计方法。仿真表明,该光栅耦合器可以在1500-1600nm波段范围内实现高效率的垂直耦合,且在垂直入射的1550nmTE波下,最高耦合效率达到 88.6%,1dB 带宽为 40nm。4、提出了垂直耦合的二元闪耀光栅耦合器。依据基于形式双折射理论的一阶近似法和更加精确的高阶近似模型的等效介质理论,设计完成了光栅层厚度340nm的二元闪耀光栅耦合器,且在垂直入射的1550nm光波下,得到的耦合效率在65%以上。5、完成了基于SOI的周期为630nm的一维光栅耦合器和焦距为400μm的反射型汇聚亚波长光栅样片的制备,并且与人合作搭建光学测试系统,完成了反射型汇聚亚波长光栅反射率的测试,通过对反射光功率的测试和计算得到其焦点附近的反射率为80.4%,与仿真所得的反射率结果的误差在可接受的范围内。

关键词： SOI结构光栅耦合器垂直耦合耦合效率

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

近红外铌酸锂光栅耦合器耦合效率优化研究

华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期 113-120页

作者：刘思琦瞿敏妮谢微华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241 上海交通大学电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台上海200240

提出了一种基于铌酸锂导模结构的高效光栅耦合器设计方案及其优化的光学激发配置.利用有限时域差分算法对光栅耦合器的耦合效果进行了数值分析;主要研究了光栅周期、光栅占空比、二氧化硅隔离层厚度,以及入射光的偏振和角度对光栅耦合... 详细信息

提出了一种基于铌酸锂导模结构的高效光栅耦合器设计方案及其优化的光学激发配置.利用有限时域差分算法对光栅耦合器的耦合效果进行了数值分析;主要研究了光栅周期、光栅占空比、二氧化硅隔离层厚度,以及入射光的偏振和角度对光栅耦合效率的影响;对在共振波长和非共振波长处空间光传播电场图像进行了模拟.理论仿真结果显示,在光栅周期为650 nm、光栅占空比为0.3、刻蚀深度为130 nm时,利用横磁(transverse magnetic,TM)偏振光沿光栅法线夹角17°方向入射,可获得优化的光栅耦合效率~38%,从而有效地将空间光耦合进入铌酸锂亚波长波导薄膜中,这对铌酸锂微纳光栅耦合器的设计和性能应用有借鉴和参考价值.

关键词：铌酸锂薄膜导模共振光栅耦合器耦合效率

维普期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于大面积有机钙钛矿单晶的光栅耦合器研究

基于大面积有机钙钛矿单晶的光栅耦合器研究

作者：李瑞雪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钙钛矿是一种新型半导体材料,具备载流子扩散距离长、带隙可控、载流子寿命长等优点。近年来钙钛矿不仅于太阳能电池的研究中扮演重要角色,也被广泛应用于微型激光器、光电探测器的研究中,具有很好的应用前景。然而目前关于将各类钙钛... 详细信息

钙钛矿是一种新型半导体材料,具备载流子扩散距离长、带隙可控、载流子寿命长等优点。近年来钙钛矿不仅于太阳能电池的研究中扮演重要角色,也被广泛应用于微型激光器、光电探测器的研究中,具有很好的应用前景。然而目前关于将各类钙钛矿光电器件进行集成的相关研究却很少,其中一个重要原因在于材料制备方面的瓶颈。尽管理论上钙钛矿单晶相较于多晶薄膜具有更好的光电性能,目前大多数基于钙钛矿的器件依然依赖于多晶薄膜,现实与理论的差距说明现有的钙钛矿单晶材料制备工艺仍然存在改善空间。所以要在钙钛矿集成光电的探索道路上继续前进,需要大尺寸的优质钙钛矿单晶作为研究平台。本文针对有机钙钛矿(MAPb Br)材料的制备方法,分析了钙钛矿一步溶液法薄膜、反溶剂气相辅助法生长单晶、空间限制法生长单晶之间的形貌差异,发现单晶比薄膜表面缺陷更少。在此基础上本文优化了用空间限制法生长钙钛矿单晶的条件,对溶液浓度和压力参数进行调整,利用钙钛矿饱和浓度溶液与200-600g砝码施加压力获得了大尺寸的钙钛矿单晶,厚度集中在200-400 nm,尺寸可达1 mm。利用X射线能谱与X射线衍射分析手段,本文确定了钙钛矿结晶晶系并发现空间限制法单晶相较其他两种制备手段具有更高结晶度。本文还设计透射反射光路测定钙钛矿单晶的吸收带边,计算获得有机钙钛矿带隙为E (28)2.3e V,利用椭偏仪测试晶体的折射率参数,为后续工作确定基础。在确定钙钛矿单晶的折射率之后,本文设计了1550 nm波段的光栅耦合器,光栅耦合器是光纤与片上波导信号传输的端口。同时考虑到钙钛矿材料暴露在空气中容易受水蒸气和氧气破坏,本文还对带包层和无包层两种情况进行了仿真。仿真运用的是lumerical软件,分别对光栅进行了周期、占空比、耦合角度、刻蚀深度的优化,设计耦合效率分别为37%与30%的带包层光栅与无包层光栅。最后根据模拟仿真的结果,用电子束曝光技术(EBL)和感应耦合等离子刻蚀技术(ICP)等微纳加工技术,制作了钙钛矿光栅耦合器样品。并分析了带包层和无包层的样品制作工艺。利用光路测试了光栅耦合器的耦合效率,最终在无包层的光栅样品中测得2.5%的耦合效率,而带包层的样品并无信号。实验结果证明利用空间限制法制备的大尺寸单晶具有作为集成光路平台的潜力,但钙钛矿单晶厚度的均一性需要优化,保持材料稳定性的手段也需要探讨。

关键词：钙钛矿单晶光栅耦合器耦合效率