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基于十字型异质多芯波导的硅光端面耦合器
1
作者 张立桀 范艳晶 +2 位作者 胡晶晶 成雨萱 谷一英 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期233-240,共8页
提出了一种基于十字型氮化硅(Si3N4)波导-半刻蚀硅波导结构的异质多芯端面耦合器,以实现光纤和绝缘体上硅条形波导的模场匹配。该设计采用Si_(3)N_(4)波导和硅(Si)波导共同引导光模场的结构,简化了工艺流程,避免了对二氧化硅(SiO_(2))... 提出了一种基于十字型氮化硅(Si3N4)波导-半刻蚀硅波导结构的异质多芯端面耦合器,以实现光纤和绝缘体上硅条形波导的模场匹配。该设计采用Si_(3)N_(4)波导和硅(Si)波导共同引导光模场的结构,简化了工艺流程,避免了对二氧化硅(SiO_(2))进行深刻蚀和氮氧化硅(SiON)的使用,实现了硅光芯片与光纤的高效耦合。仿真结果表明:在1550 nm处,该端面耦合器与高数值孔径光纤端面的耦合效率为97.1%(横电模,耦合损耗为-0.13 dB)、97.5%(横磁模,耦合损耗为-0.11 dB)。 展开更多
关键词 端面耦合 模斑转换器 氮化硅波导 集成光学器件 多芯波导
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用于单片集成传感系统的多晶硅级联自发光器件研究
2
作者 唐宇 罗谦 +2 位作者 刘斯扬 SNYMAN Lukas W 徐开凯 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期180-188,共9页
针对全硅光电生物传感器的硅基单片集成应用需求,提出了基于多晶硅级联自发光器件的单片集成传感器,对其中作为关键部分的多晶硅光源进行了试制,采用标准0.35μm的CMOS工艺对该光源进行了流片验证,并设计了适配的全硅波导检测结构。结... 针对全硅光电生物传感器的硅基单片集成应用需求,提出了基于多晶硅级联自发光器件的单片集成传感器,对其中作为关键部分的多晶硅光源进行了试制,采用标准0.35μm的CMOS工艺对该光源进行了流片验证,并设计了适配的全硅波导检测结构。结果表明,多晶硅光源发光特征峰为635 nm、700 nm和785 nm,该特征峰作为波导入射光源时,设计的全硅波导检测结构能够实现检测目的。 展开更多
关键词 单片集成 硅基光源 氮化硅波导 生物传感器 折射率传感
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氮化硅片上光栅耦合器的优化和实验 被引量：3
3
作者 冉娜 陈昕阳 +1 位作者 汪正坤 张洁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期150-157,共8页
在785 nm激励的拉曼片上传感器结构中,氮化硅片上光栅耦合器的性能直接关系到激励光的耦合效果。首先建立了光栅耦合器的二维、三维结构模型,采用时域有限差分(FDTD)仿真软件对光栅耦合器进行数值分析。以耦合效率为主要性能指标,分析... 在785 nm激励的拉曼片上传感器结构中,氮化硅片上光栅耦合器的性能直接关系到激励光的耦合效果。首先建立了光栅耦合器的二维、三维结构模型,采用时域有限差分(FDTD)仿真软件对光栅耦合器进行数值分析。以耦合效率为主要性能指标,分析了光源入射角度、光栅常数、光栅高度、填充因子和光栅刻蚀深度各参数的影响。采用电子束光刻法制备了光栅耦合器。最后,对三维全刻蚀聚焦波导光栅耦合器进行了测试。结果表明,二维波导光栅耦合器的性能最好,其耦合效率可达39.64%,三维全刻蚀聚焦波导光栅耦合器在实际测试中的耦合效率能达19.91%。光栅耦合器能有效将光耦合进波导中,在波导传感中具有潜在的应用。 展开更多
关键词 集成光学 光栅耦合器 氮化硅波导 结构优化 耦合效率
原文传递
集成微光学陀螺研究现状、发展趋势和挑战
4
作者 邹康 曲天良 张熙 《飞控与探测》 2024年第2期73-87,共15页
随着集成光子学和微纳工艺的飞速发展,微光学陀螺以其在芯片化、集成化上的优势广泛应用于下一代高精度小型化惯性导航系统中,在国防武器、微型飞行器以及无人机器控制等领域发挥重要作用。充分调研了国内外微光学陀螺研制方案及研究现... 随着集成光子学和微纳工艺的飞速发展,微光学陀螺以其在芯片化、集成化上的优势广泛应用于下一代高精度小型化惯性导航系统中,在国防武器、微型飞行器以及无人机器控制等领域发挥重要作用。充分调研了国内外微光学陀螺研制方案及研究现状,介绍了包括干涉式、谐振式、布里渊散射式光学陀螺以及微光机电陀螺等四类微光学陀螺的工作原理和性能指标;光学微腔作为微光学陀螺中角速度核心敏感器件,其性能直接决定着陀螺系统精度指标,因此充分论述了氮化硅波导以及回音壁模式等新体制微腔的特性及优点,并针对其传输损耗、品质因子和陀螺性能等指标进行了对比和分析;最后总结了微光学陀螺芯片化的发展趋势以及在分立元器件性能提升、系统耦合与封装上遇到的机遇和挑战。 展开更多
关键词 微光学陀螺 集成光子学 光学微腔 氮化硅波导 回音壁模式
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基于少模氮化硅微环谐振器的折射率传感技术 被引量：1
5
作者 刘明慧 马麟 +1 位作者 邱辞源 何祖源 《光通信技术》 北大核心 2020年第10期6-8,共3页
针对微环谐振器用于折射率传感时动态范围较窄的问题,提出了一种基于少模氮化硅微环谐振器的折射率传感技术,使谐振波长漂移的计算能够不用考虑原始参考值以及增大折射率探测范围,并验证高阶模对环境变化更敏感。通过理论分析,建立仿真... 针对微环谐振器用于折射率传感时动态范围较窄的问题,提出了一种基于少模氮化硅微环谐振器的折射率传感技术,使谐振波长漂移的计算能够不用考虑原始参考值以及增大折射率探测范围,并验证高阶模对环境变化更敏感。通过理论分析,建立仿真模型,验证了该方法的可行性,并使用具有不同折射率的待测溶液开展传感实验,得到了91.79 nm/RIU的折射率灵敏度与10-5 RIU的分辨率。 展开更多
关键词 微环谐振器 折射率传感器 氮化硅波导
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紧凑型纳米薄膜铌酸锂复合波导光电子可逆逻辑门
6
作者 陈直 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第1期32-38,共7页
基于纳米薄膜铌酸锂与氮化硅复合波导结构,构建了光电子可逆逻辑门,应用于神经形态光子学和量子计算。该光电子可逆逻辑门的主体由两个马赫-曾德尔调制器级联而成,结构紧凑,全长仅为4.4 mm,是普通质子交换铌酸锂调制器长度的百分之一。... 基于纳米薄膜铌酸锂与氮化硅复合波导结构,构建了光电子可逆逻辑门,应用于神经形态光子学和量子计算。该光电子可逆逻辑门的主体由两个马赫-曾德尔调制器级联而成,结构紧凑,全长仅为4.4 mm,是普通质子交换铌酸锂调制器长度的百分之一。工作在1.55μm波长时,该马赫-曾德尔调制器仅需4.9 V电压就可以实现一次完整的功率交换,很好地与CMOS工艺相兼容。器件特性研究表明,该光电子可逆逻辑门能够实现可逆逻辑运算功能。此外,该器件在1.4~1.6μm波长范围内,插入损耗均值为0.6 dB,输出端口的最小串扰为-47 dB,消光比的最大值为41 dB;在4~6 V电压范围内,插入损耗均值为0.63 dB,输出端口的最小串扰为-26 dB,消光比的最大值为22 dB,显示出了良好的响应特性。 展开更多
关键词 纳米薄膜铌酸锂 铌酸锂-氮化硅复合波导 马赫-曾德尔调制器 可逆逻辑运算
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端面反射和超模损耗对波导环形谐振腔输出谱线的影响 被引量：2
7
作者 费瑶 何玉铭 +1 位作者 杨富华 李兆峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期288-293,共6页
波导环形谐振腔(WRR)是集成光通信以及光学传感器领域的关键器件之一,其谐振曲线的形貌将影响系统的性能。针对谐振腔耦合器一阶超模传输损耗差异、谐振腔外直波导端面反射,利用多光束干涉叠加原理,得到了波导环形谐振腔输出谱线的表达... 波导环形谐振腔(WRR)是集成光通信以及光学传感器领域的关键器件之一,其谐振曲线的形貌将影响系统的性能。针对谐振腔耦合器一阶超模传输损耗差异、谐振腔外直波导端面反射,利用多光束干涉叠加原理,得到了波导环形谐振腔输出谱线的表达式。利用基于单边带调制的光学矢量网络分析方法,对制备的高横纵比的氮化硅光WRR进行了谐振曲线谱的测试,证实了耦合器模式以及直波导端面反射对谐振曲线的影响,实际测试曲线与理论仿真结果拟合较好。 展开更多
关键词 集成光学 环形谐振腔 氮化硅光波导 耦合器
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