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光子学报 2003年第7期32卷 773-776页

作者：王章涛余金中集成光电子国家重点联合实验室

报道了由 2N个 1×N多模干涉马赫曾德尔光开关组成的N×N光开关阵列结构 ,分析了这种结构的开关阵列优势和局限性用场传输矩阵方法建立了 1×N多模干涉光开关的光场传输方程给出了光开关阵列从任一输入端输入、从任一输出端输出... 详细信息

报道了由 2N个 1×N多模干涉马赫曾德尔光开关组成的N×N光开关阵列结构 ,分析了这种结构的开关阵列优势和局限性用场传输矩阵方法建立了 1×N多模干涉光开关的光场传输方程给出了光开关阵列从任一输入端输入、从任一输出端输出时阵列开关的工作条件在上述原理及理论基础上分析了 4×

关键词：多模干涉耦合器开关阵列光开关多模干涉马赫-曾德尔光开关

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宽带低损耗热光开关及其关键器件研究

宽带低损耗热光开关及其关键器件研究

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作者：马彦豪西南交通大学

学位级别：硕士

随着现代光网络的不断发展,研究并实现大带宽、低损耗、低串扰的集成光开关具有非常重要的应用价值。而3dB光分束器作为光开关中的关键器件,其特性直接影响着构成复杂集成器件的性能。本文在相关集成光学器件设计理论的基础上,分别在氮... 详细信息

随着现代光网络的不断发展,研究并实现大带宽、低损耗、低串扰的集成光开关具有非常重要的应用价值。而3dB光分束器作为光开关中的关键器件,其特性直接影响着构成复杂集成器件的性能。本文在相关集成光学器件设计理论的基础上,分别在氮化硅与绝缘体上硅平台上设计了两种宽带偏振不敏感的3dB光分束器。在此基础上,利用两种3dB分束器分别在两种材料平台上设计了具有宽带低损耗特性的马赫-曾德尔热光开关。具体研究内容与成果如下:(1)设计了一种基于多模干涉耦合器的宽带偏振不敏感3dB光分束器,该光分束器基于氮化硅平台。通过采用1.2μm×0.3μm截面尺寸的波导实现了偏振不敏感特性,并利用优化后的锥形接入波导来代替直波导的方法降低了损耗并获得了宽带特性。仿真结果表明,该器件的3dB工作带宽达到了160nm(从1460nm到1620nm),工作波长范围内的额外损耗小于1dB,偏振相关损耗小于1.25dB。(2)设计了一种基于定向耦合器结构的宽带和偏振不敏感的3dB光分束器,该分束器基于绝缘体上硅平台。研究中采用脊形波导实现了器件尺寸的紧凑性,并对波导的横截面参数进行优化实现了偏振不敏感特性。同时,通过引入弯曲波导来代替直波导获得了宽带特性。提出的3dB分束器理论上实现了1480nm到1620nm(40nm)波长内的偏振不敏感特性,同时其耦合区长度仅为22μm。在50%±5%的耦合比范围内,TE和TM模的额外损耗分别小于0.04dB和0.06dB,两个输出端口的偏振相关损耗小于0.7dB,且器件具有良好的制造容差。(3)利用所设计的基于多模干涉耦合器的宽带偏振不敏感3dB光分束器,进一步构造了一种基于氮化硅的大带宽、低损耗、高消光比、偏振不敏感的马赫-曾德尔热光开关。其对于TE模与TM模的开关功率分别为230mW、240mW,消光比分别为31.5dB、24.8dB;在1460nm620nm的波长范围内TE模与TM模的交叉态插入损耗分别小于1.5dB、1.8dB,通道串扰分别小于-23.8dB、-22.2dB,直通态插入损耗分别小于1.2dB、1.1dB,通道串扰分别小于-31.3dB、-21.4dB。(4)将所设计的基于定向耦合器结构的3dB光分束器用于构造马赫-曾德尔热光开关,实现了具有大带宽、低损耗、高消光比、偏振不敏感的开关特性。在TE与TM模下工作的开关功率均为63mW,消光比分别为39.3dB、47.1dB。在1480nm620nm的波长范围内,TE模与TM模的交叉态插入损耗分别小于2.2dB、2dB,通道串扰分别小于-18.4dB、-25.2dB,直通态插入损耗均小于1.6dB,通道串扰分别小于-38.4dB、-46.6dB。

关键词：马赫-曾德尔光开关热光调谐 3dB光分束器氮化硅绝缘体上硅

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用于片上光网络的光学路由器研究

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激光与光电子学进展 2014年第11期51卷 38-52页

作者：陈乔杉杨林中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083

基于SOI平台的硅基集成光学器件具有高带宽、低功耗、低延迟等优点,为实现片上光互连网络提供了一种可行的技术方案。光学路由器是片上光互连网络中负责节点数据交换的重要器件。介绍了国内外光学路由器的最新研究进展,并着重介绍了利... 详细信息

基于SOI平台的硅基集成光学器件具有高带宽、低功耗、低延迟等优点,为实现片上光互连网络提供了一种可行的技术方案。光学路由器是片上光互连网络中负责节点数据交换的重要器件。介绍了国内外光学路由器的最新研究进展,并着重介绍了利用微环谐振器和马赫-曾德尔光开关构建N端口无阻塞光学路由器的一般性原理,进行了统计分析和仿真结果显示,应用一般性原理构建的光学路由器与之前已报道过的同规模光学路由器相比在开关个数、插入损耗、平均功耗等方面的性能均有所提升。

关键词：集成光学光学路由器片上光网络光开关微环谐振器马赫-曾德尔光开关

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