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集成光子器件封装形式对器件性能的影响

中国科技论文 2014年第8期9卷 857-860页

作者：郑煜谢政段吉安中南大学机电工程学院高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083

集成光子器件封装过程中,波导芯片与阵列光纤对准耦合完成之后,需用紫外光固化胶进行固接,从而实现光路的互连。针对1×4通道平面波导芯片与阵列光纤的固接,以粘接区域为研究对象,通过-40-80℃的温度循环,采用有限元法分析各种固接形式... 详细信息

集成光子器件封装过程中,波导芯片与阵列光纤对准耦合完成之后,需用紫外光固化胶进行固接,从而实现光路的互连。针对1×4通道平面波导芯片与阵列光纤的固接,以粘接区域为研究对象,通过-40-80℃的温度循环,采用有限元法分析各种固接形式的应力集中点、应力双折射、耦合损耗的变化规律及其因素;最后通过比较各种固接形式的仿真结果,得出结论,从而指导实验。结果表明：在-40-80℃范围内,温度对粘接面的应力双折射和耦合损耗的影响很小;双盖板固接形式对器件性能的影响最小,斜8°固接形式的效果最差。

关键词：集成光子器件固接有限元应力双折射耦合损耗

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集成光子器件封装过程中的对准算法研究

集成光子器件封装过程中的对准算法研究

作者：陈庄庄中南大学

学位级别：硕士

随着信息技术在21世纪的迅猛发展,集成光子器件越来越广泛的应用于光纤通信,促使光纤通信器件不断向集成化和小型化方向迈进,其功能和可靠性得到大幅提升。目前,芯片制造与器件封装是制约集成光子器件发展的瓶颈,而对准耦合技术是集成... 详细信息

随着信息技术在21世纪的迅猛发展,集成光子器件越来越广泛的应用于光纤通信,促使光纤通信器件不断向集成化和小型化方向迈进,其功能和可靠性得到大幅提升。目前,芯片制造与器件封装是制约集成光子器件发展的瓶颈,而对准耦合技术是集成光子器件精确对准封装过程的关键,是器件实现相关功能的基础。本文基于波导光学理论,研究了集成光子芯片与光纤阵列对准耦合模型,分析了横向位错、纵向位错和角度偏差对集成光子器件对准耦合的影响规律,为对准算法的仿真研究提供了理论支撑。基于集成光子芯片与光纤阵列的场强分布理论,研究了光纤阵列场强分布的理论模型,完成了光纤阵列场强分布规律的实验。根据实验数据和实验结果,分析了集成光子芯片与光纤阵列的场强分布规律,为研究精确对准过程中的对准耦合算法奠定了实验基础。基于集成光子芯片与光纤阵列的对准耦合模型,完成了爬山算法和模式搜索算法的仿真,分析了两种算法在集成光子器件对准耦合搜索过程中的优缺点,并最终确定模式搜索算法作为对准耦合算法。运用德国ficonTEC光学对准平台完成了集成光子芯片与光纤阵列的精确对准耦合实验,实验结果表明,与爬山算法相比,模式搜索算法的搜索过程可以减少平台73%的移动量,减少精确对准搜索时间87.9%,且对准成功率达到100%。

关键词：集成光子器件对准耦合对准偏差爬山算法模式搜索算法

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Bragg光纤与集成光子器件的耦合研究

光通信技术 2015年第11期39卷 23-25页

作者：于兵陈晓晔杨斐孙小菡葛俊祥南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 东南大学光传感/通信综合网络国家地方联合工程研究中心南京210096

基于三维有限元束传播法(FEBPM)对Bragg光纤与光子集成器件的耦合进行了定量分析,研究并获得了Bragg光纤的层数、纤芯半径以及光纤与器件之间空气间隙对耦合效率的影响。结果表明,空气芯型Bragg光纤与光子集成器件耦合可以实现最低小于1... 详细信息

基于三维有限元束传播法(FEBPM)对Bragg光纤与光子集成器件的耦合进行了定量分析,研究并获得了Bragg光纤的层数、纤芯半径以及光纤与器件之间空气间隙对耦合效率的影响。结果表明,空气芯型Bragg光纤与光子集成器件耦合可以实现最低小于1.2d B的耦合损耗。

关键词：有限元束传播法完全匹配层 Bragg光纤集成光子器件耦合损耗

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基于遗传算法的集成光子器件对准研究

基于遗传算法的集成光子器件对准研究

作者：李雅娟中南大学

学位级别：硕士

由于集成光子器件能够完成庞大光学系统的光信息处理,具有结构紧凑、抗干扰、性能一致性好的优点而越来越受重视。目前,芯片制造与器件封装是制约集成光子器件发展的瓶颈,而对准技术是集成光子器件封装过程中的关键,是器件实现功能的基... 详细信息

由于集成光子器件能够完成庞大光学系统的光信息处理,具有结构紧凑、抗干扰、性能一致性好的优点而越来越受重视。目前,芯片制造与器件封装是制约集成光子器件发展的瓶颈,而对准技术是集成光子器件封装过程中的关键,是器件实现功能的基础。高精度、高速度、低移动量的对准耦合算法对提高集成光子器件性能具有重要意义。首先,本文基于阵列光纤与阵列波导的场强分布理论,建立了单模阵列光纤场强分布实验模型,利用AA Modal光子集成器件对准平台,完成了单模阵列光纤场强分布实验。根据实验结果,分析了单模阵列光纤与阵列波导的场强分布规律,为研究对准耦合算法奠定了基础。基于波导光学理论,建立了阵列光纤与阵列波导对准耦合模型,分析了横向位错、纵向位错与角度偏差对平面光波导器件对准耦合的影响规律,以指导对准封装实验。基于单模阵列光纤与阵列波导的对准耦合模型,完成了爬山法、单纯形法、模式搜索法、遗传算法及其改进算法的仿真,分析了各个算法在光子集成器件对准耦合搜索过程中的优缺点,根据分析结果,提出了基于改进遗传算法的复合算法。利用AA Modal光子集成器件封装设备完成了单模阵列光纤与阵列波导的对准实验,根据仿真分析及实验结果,提出了遗传算法与模式搜索法的联合搜索,实验证明了其可行性,与爬山法相比,联合搜索算法的搜索过程可以减少平台81.38%的移动量,减少精对准搜索时间约77.43%,且对准成功率能够达到100%。

关键词：集成光子器件单模阵列光纤平面光波导对准耦合技术

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我科学家发布集成光子器件研究重要进展

电子世界 2020年第9期 3-3页

近日,北京大学信息科学技术学院电子学系、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室彭超副教授课题组与美国麻省理工学院物理学系马林·索尔贾希克教授、宾夕法尼亚大学物理与天文学系甄博助理教授合作,从拓扑光子学视角提出一种... 详细信息

近日,北京大学信息科学技术学院电子学系、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室彭超副教授课题组与美国麻省理工学院物理学系马林·索尔贾希克教授、宾夕法尼亚大学物理与天文学系甄博助理教授合作,从拓扑光子学视角提出一种在单层硅基板上不依靠反射镜而实现定向辐射的新方法。相关研究成果《拓扑保护的单向导模共振态观测》日前在线发表于《自然》。

关键词：集成光子器件重要进展

面向片上信息处理的集成拓扑光子器件研究进展(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 421-436页

作者：胡攀孙璐王洪炜张永苏翼凯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上海200240

集成拓扑光子器件以光为信息载体,为光的传播过程提供拓扑保护,在下一代面向片上信息处理的光子芯片中具有巨大的应用潜力。通过引入拓扑的概念,集成光子系统得以拥有全新的特性,包括单向传播的边界态以及对结构缺陷免疫等。随着对拓扑... 详细信息

集成拓扑光子器件以光为信息载体,为光的传播过程提供拓扑保护,在下一代面向片上信息处理的光子芯片中具有巨大的应用潜力。通过引入拓扑的概念,集成光子系统得以拥有全新的特性,包括单向传播的边界态以及对结构缺陷免疫等。随着对拓扑光子学理论的深入研究,提出和验证了许多基于拓扑光子学原理的器件,展示了拓扑光子学在构建高性能光信息处理芯片方面的广阔前景。本文详细介绍了集成拓扑光子器件的研究进展:首先,从不同的拓扑相或拓扑机制出发,介绍一维、二维拓扑光子集成器件及其在片上光信息处理中的应用;然后,进一步对非厄米、合成维度、非线性以及连续谱束缚态中的拓扑现象及集成光子器件展开讨论;最后,对集成拓扑光子器件面临的问题和发展趋势进行总结和展望。

关键词：集成光学拓扑光子学拓扑相拓扑边界态集成光子器件

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

面向片上信息处理的集成拓扑光子器件研究进展

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光学学报 2024年

作者：胡攀孙璐王洪炜张永苏翼凯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

集成拓扑光子器件以光为信息载体，为光的传播过程提供拓扑保护，在下一代面向片上信息处理的光子芯片中具有巨大的应用潜力。通过引入拓扑的概念，集成光子系统得以拥有全新的特性，包括单向传播的边界态以及对结构缺陷免疫等拓扑属性... 详细信息

集成拓扑光子器件以光为信息载体，为光的传播过程提供拓扑保护，在下一代面向片上信息处理的光子芯片中具有巨大的应用潜力。通过引入拓扑的概念，集成光子系统得以拥有全新的特性，包括单向传播的边界态以及对结构缺陷免疫等拓扑属性。随着对拓扑光子学理论的深入研究，许多基于拓扑光子学原理的器件被提出和验证，展示了其在构建高性能光信息处理芯片方面的广阔前景。本文详细介绍了集成拓扑光子器件的研究进展。首先，从不同的拓扑相或拓扑机制出发，介绍了一维、二维的拓扑光子集成器件及其在片上光信息处理中的应用。而后，进一步对非厄米、合成维度、非线性以及连续谱束缚态中的拓扑现象及集成光子器件开展讨论。最后，对集成拓扑光子器件面临的问题和发展趋势进行了总结和展望。

关键词：拓扑光子学拓扑相拓扑边界态集成光子器件

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薄膜铌酸锂片上集成多维复用光子器件

激光与光电子学进展 2024年

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，本文讨论了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