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薄膜铌酸锂多尖端端面耦合结构

光学学报 2024年第11期44卷 115-122页

作者：王嘉毅蔡明璐李天怡张栩嘉陈建平吴侃上海交通大学电子信息与电气工程学院上海先进通信与数据科学研究院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

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... 详细信息

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。

关键词：集成光学端面耦合逆锥形结构薄膜铌酸锂光子集成

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薄膜铌酸锂光波导器件的研究进展(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 174-185页

作者：姚昊王梦柯邓佳瑶孙宇哲吴杰云陈开鑫电子科技大学光电科学与工程学院四川成都611731

铌酸锂材料因其宽的透明窗口、成熟的波导制作工艺,以及优异的电光效应,在过去几十年中被广泛应用于制作高性能光波导电光调制器与电光开关。近年来,随着高质量薄膜铌酸锂的商品化,研究人员又开发了多种高性能的薄膜铌酸锂光波导器件,... 详细信息

铌酸锂材料因其宽的透明窗口、成熟的波导制作工艺,以及优异的电光效应,在过去几十年中被广泛应用于制作高性能光波导电光调制器与电光开关。近年来,随着高质量薄膜铌酸锂的商品化,研究人员又开发了多种高性能的薄膜铌酸锂光波导器件,这些器件的性能已经远远超过了传统块状铌酸锂波导器件。本文主要梳理了近年来薄膜铌酸锂平台上的光波导、光栅耦合器、边缘耦合器、电光调制器及可调谐滤波器的研究进展,简要讨论了现阶段薄膜铌酸锂光波导器件面临的挑战。

关键词：集成光学薄膜铌酸锂电光效应光学滤波器

薄膜铌酸锂片上集成多维复用光子器件(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 29-49页

作者：田永辉袁明瑞秦士敬李浩王思璇肖恢芙兰州大学物理科学与技术学院甘肃兰州730000

铌酸锂(LiNbO_(3))材料因其优异的电光、声光和非线性光学特性,被视为实现高性能集成光电子芯片的理想材料平台。近年来,随着晶圆级绝缘衬底上的铌酸锂(LNOI)薄膜的成功制备和微纳加工技术的突破,LNOI平台在大规模高速光电子器件集成方... 详细信息

铌酸锂(LiNbO_(3))材料因其优异的电光、声光和非线性光学特性,被视为实现高性能集成光电子芯片的理想材料平台。近年来,随着晶圆级绝缘衬底上的铌酸锂(LNOI)薄膜的成功制备和微纳加工技术的突破,LNOI平台在大规模高速光电子器件集成方面已展现出显著优势。在高速调制器等基础通信器件已成功利用光电子集成技术实现的基础上,通过多信道并行传输数据以扩展链路容量的先进多路复用技术也受到广泛关注。基于LNOI平台,多个复用维度的集成光子器件得以开发,旨在实现高速大容量光电子通信器件的单片集成。本文探讨了LNOI光波导以及近期报道的多维复用LNOI集成光子器件,包括波长、模式、偏振维度的光信号复用、调控等关键技术,介绍了器件的工作机制、设计原理和方法以及性能指标。最后,讨论了LNOI平台上多维复用集成光子器件面临的挑战和潜在解决方案。

关键词：集成光子器件薄膜铌酸锂光波导多维复用光互连

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薄膜铌酸锂声光调制器的研究进展(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 71-83页

作者：黄继莹万磊陈承渝陈玉萍李朝晖宁夏大学物理学院宁夏银川750021 暨南大学信息科学技术学院电子工程系广东广州510632 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海200240 中山大学光电子信息处理芯片与系统广东省重点实验室广东广州510275 南方海洋科学与工程广东实验室广东珠海519000

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点,成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展,重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先,介绍了薄膜铌酸锂声光调... 详细信息

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点,成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展,重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先,介绍了薄膜铌酸锂声光调制器的基本原理。然后,回顾了近些年来薄膜铌酸锂声光调制器的关键研究成果,包括调制速度、调制效率、光机耦合系数等性能指标的提升和优化。最后,还探讨了薄膜铌酸锂声光调制器在滤波器、声光频移与激光雷达、隔离器、微波-光波转换方面的应用潜力,并对片上声光调制器的未来研究趋势进行了简单的展望。

关键词：薄膜铌酸锂声光调制光机耦合微波-光波转换

基于薄膜铌酸锂的双偏振光学模式复用器(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 101-110页

作者：蒋永恒李星峰沈健肖恢芙袁明瑞张朴李颖弢张永苏翼凯田永辉兰州大学物理科学与技术学院甘肃兰州730000 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室电子工程系上海200240

双偏振模式复用器由于只需要单个波长的激光源即可实现多信道复用,从而降低光链路的成本和功耗,目前已经受到研究人员的广泛关注。然而,由于绝缘体上铌酸锂(LNOI)平台中存在模式杂化现象,在该平台上制备双偏振模式复用器仍然具有一定的... 详细信息

双偏振模式复用器由于只需要单个波长的激光源即可实现多信道复用,从而降低光链路的成本和功耗,目前已经受到研究人员的广泛关注。然而,由于绝缘体上铌酸锂(LNOI)平台中存在模式杂化现象,在该平台上制备双偏振模式复用器仍然具有一定的挑战。本文在SiN-LNOI平台上提出并实验验证了具有6个数据通道的双偏振光学模式复用器,使用亚波长光栅调控不同模式的色散,以抑制模式杂化引入的串扰。所测得的器件插入损耗和模间串扰分别为3.1 dB和-10.1 dB。此外,成功演示了总净数据容量为1.52 Tbit/s的动态数据传输实验,这表明所提器件在未来高速大容量光通信中具有较大的应用潜力。

关键词：集成光学薄膜铌酸锂氮化硅偏振复用模式复用亚波长光栅

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薄膜铌酸锂声光调制器的研究进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：黄继莹万磊陈承渝陈玉萍李朝晖中山大学光电子信息处理芯片与系统广东省重点实验室南方海洋科学与工程广东实验室(珠海) 宁夏大学物理学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院暨南大学信息科学技术学院电子工程系

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点，成为微波到光波高效转换的关键技术。本文总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展，重点关注了它在微波光子信息处理领域的应用。首先，我们介绍了薄膜... 详细信息

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点，成为微波到光波高效转换的关键技术。本文总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展，重点关注了它在微波光子信息处理领域的应用。首先，我们介绍了薄膜铌酸锂声光调制器的基本原理。随后回顾了近些年来薄膜铌酸锂声光调制器的关键研究成果，包括调制速度、调制效率、光机耦合系数等性能指标的提升和优化。最后，我们还探讨了薄膜铌酸锂声光调制器在滤波器、声光频移与激光雷达、隔离器、微波-光波转换方面的应用潜力，并对片上声光调制器的未来研究趋势进行了简单的展望。

关键词：薄膜铌酸锂声光调制光机耦合微波-光波转换

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薄膜铌酸锂声光调制器的研究进展（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第11期 81-93页

作者：黄继莹万磊陈承渝陈玉萍李朝晖宁夏大学物理学院暨南大学信息科学技术学院电子工程系区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院中山大学光电子信息处理芯片与系统广东省重点实验室南方海洋科学与工程广东实验室

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点，成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展，重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先，介绍了薄膜铌酸锂声光... 详细信息

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点，成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展，重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先，介绍了薄膜铌酸锂声光调制器的基本原理。然后，回顾了近些年来薄膜铌酸锂声光调制器的关键研究成果，包括调制速度、调制效率、光机耦合系数等性能指标的提升和优化。最后，还探讨了薄膜铌酸锂声光调制器在滤波器、声光频移与激光雷达、隔离器、微波-光波转换方面的应用潜力，并对片上声光调制器的未来研究趋势进行了简单的展望。

关键词：薄膜铌酸锂声光调制光机耦合微波-光波转换

薄膜铌酸锂片上集成多维复用光子器件（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第11期 39-59页

作者：田永辉袁明瑞秦士敬李浩王思璇肖恢芙兰州大学物理科学与技术学院

铌酸锂（LiNbO3）材料因其优异的电光、声光和非线性光学特性，被视为实现高性能集成光电子芯片的理想材料平台。近年来，随着晶圆级绝缘衬底上的铌酸锂（LNOI）薄膜的成功制备和微纳加工技术的突破，LNOI平台在大规模高速光电子器件集... 详细信息

铌酸锂（LiNbO3）材料因其优异的电光、声光和非线性光学特性，被视为实现高性能集成光电子芯片的理想材料平台。近年来，随着晶圆级绝缘衬底上的铌酸锂（LNOI）薄膜的成功制备和微纳加工技术的突破，LNOI平台在大规模高速光电子器件集成方面已展现出显著优势。在高速调制器等基础通信器件已成功利用光电子集成技术实现的基础上，通过多信道并行传输数据以扩展链路容量的先进多路复用技术也受到广泛关注。基于LNOI平台，多个复用维度的集成光子器件得以开发，旨在实现高速大容量光电子通信器件的单片集成。本文探讨了LNOI光波导以及近期报道的多维复用LNOI集成光子器件，包括波长、模式、偏振维度的光信号复用、调控等关键技术，介绍了器件的工作机制、设计原理和方法以及性能指标。最后，讨论了LNOI平台上多维复用集成光子器件面临的挑战和潜在解决方案。

关键词：集成光子器件薄膜铌酸锂光波导多维复用光互连

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薄膜铌酸锂光波导器件的研究进展（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第11期 184-195页

作者：姚昊王梦柯邓佳瑶孙宇哲吴杰云陈开鑫电子科技大学光电科学与工程学院

铌酸锂材料因其宽的透明窗口、成熟的波导制作工艺，以及优异的电光效应，在过去几十年中被广泛应用于制作高性能光波导电光调制器与电光开关。近年来，随着高质量薄膜铌酸锂的商品化，研究人员又开发了多种高性能的薄膜铌酸锂光波导器... 详细信息

铌酸锂材料因其宽的透明窗口、成熟的波导制作工艺，以及优异的电光效应，在过去几十年中被广泛应用于制作高性能光波导电光调制器与电光开关。近年来，随着高质量薄膜铌酸锂的商品化，研究人员又开发了多种高性能的薄膜铌酸锂光波导器件，这些器件的性能已经远远超过了传统块状铌酸锂波导器件。本文主要梳理了近年来薄膜铌酸锂平台上的光波导、光栅耦合器、边缘耦合器、电光调制器及可调谐滤波器的研究进展，简要讨论了现阶段薄膜铌酸锂光波导器件面临的挑战。

关键词：集成光学薄膜铌酸锂电光效应光学滤波器