基于多模干涉耦合器的阵列波导光栅设计研究 被引量：5

1

作者 黄耐容 王谦 何赛灵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期413-416,共4页

研究了基于多模干涉 (MMI)耦合器的阵列波导光栅 (AWG) .通过模式传输分析方法 ,分析了多模干涉耦合器及阵列波导 ;并给出在硅基底上的二氧化硅波导上四通道 10 0GHz

关键词 多模干涉耦合器 阵列波导光栅 设计 模式传输分析 密集型波分复用系统 光纤通信

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一种多模干涉耦合器的性能模拟 被引量：2

2

作者 武继江 石邦任 孔梅 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1663-1666,共4页

为减小多模干涉(Multimode Interference,MMI)耦合器件的尺寸,提出一种多模波导宽度为指数型变化的Taper结构.理论分析了多模波导长度与该Taper结构的参量之间的关系.与已被用于减小MMI器件尺寸的抛物线型Taper结构相比,该结构可进一步... 为减小多模干涉(Multimode Interference,MMI)耦合器件的尺寸,提出一种多模波导宽度为指数型变化的Taper结构.理论分析了多模波导长度与该Taper结构的参量之间的关系.与已被用于减小MMI器件尺寸的抛物线型Taper结构相比,该结构可进一步减小器件的尺寸.就几种波导结构参量下的MMI耦合器,利用宽角光束传播法进行了数值模拟.结果表明,指数型MMI耦合器的性能与抛物线型MMI耦合器的性能类似.指数型Taper结构可以用于MMI器件以减小该类器件的尺寸. 展开更多

关键词 导波光学 多模干涉耦合器 有限差分光束传播法 指数型Taper波导

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不同衬底折射率的多模干涉耦合器(英文) 被引量：3

3

作者 王小龙 余金中 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1045-1048,共4页

设计了一种具有不同衬底折射率的新型多模干涉耦合器 ,在多模波导区引入了更强的光场限制 ,激发更高阶的导模 ,从而提高映像质量 采用二维有限差分波束传播方法模拟了这种新型的结构 ,结果表明 :与传统结构相比 ,以功率均衡性和附加损... 设计了一种具有不同衬底折射率的新型多模干涉耦合器 ,在多模波导区引入了更强的光场限制 ,激发更高阶的导模 ,从而提高映像质量 采用二维有限差分波束传播方法模拟了这种新型的结构 ,结果表明 :与传统结构相比 ,以功率均衡性和附加损耗为衡量标准的映像质量有了明显提高 展开更多

关键词 多模干涉耦合器 折射率 导模 映像质量 二维有限差分波束传播方法 三维SOI脊形波导

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多模干涉耦合器及其在光通信系统中的应用 被引量：2

4

作者 孙一翎 江晓清 王明华 《光通信研究》 北大核心 2004年第2期67-70,共4页

文章概述了多模干涉耦合器的结构、工作原理和目前常用的分析方法,重点阐述了多模干涉耦合器的光传输特性.最后,详细介绍了多模干涉耦合器在光纤通信系统的多种用途.

关键词 多模干涉耦合器 光纤通信 自映像效应 多模波导 应用

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InP基1×4多模干涉耦合器的设计与制作 被引量：3

5

作者 马丽 朱洪亮 +3 位作者 陈明华 张灿 王宝军 边静 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期299-302,共4页

在密集波分复用系统中,多波长DFB激光器阵列与多模干涉耦合器集成光源器件具有重要的应用前景.为了研制多波长集成光源中的宽带可用低损耗光耦合器,利用三维有限差分光束传播法仿真设计了一种具有强限制作用的InP/InGaAsP材料的多模干... 在密集波分复用系统中,多波长DFB激光器阵列与多模干涉耦合器集成光源器件具有重要的应用前景.为了研制多波长集成光源中的宽带可用低损耗光耦合器,利用三维有限差分光束传播法仿真设计了一种具有强限制作用的InP/InGaAsP材料的多模干涉型耦合器.输入/输出端波导均采用楔形结构以降低多模干涉型耦合器的插入损耗,提高各个输出端口的出光平衡度.根据仿真结果,结合波导芯层为采用外延生长设备,采用反应离子刻蚀工艺制作了1×乘4多模干涉型耦合器.利用自动对准波导耦合测试系统对所制作器件的插入损耗和出光平衡度进行测量.测试结果表明,该器件在1 550nm波长附近的40nm带宽范围内获得了约2.6dB的通带平坦度,在1 550nm通信波长处,器件的插入损耗低于10dB. 展开更多

关键词 多模干涉耦合器 强限制波导 束传播方法

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硅基槽波导级联多模干涉耦合器型偏振分束器 被引量：1

6

作者 王嘉源 肖金标 孙小菡 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期583-587,592,共6页

提出了一种基于硅基槽波导的级联多模干涉(MMI)耦合器型偏振分束器,由锥形及矩形结构MMI耦合器构成.级联结构使器件长度无需为两偏振模自镜像长度的公倍数,不仅能有效减小器件尺寸,而且提高设计灵活性.同时,利用槽波导的高双折射特性及... 提出了一种基于硅基槽波导的级联多模干涉(MMI)耦合器型偏振分束器,由锥形及矩形结构MMI耦合器构成.级联结构使器件长度无需为两偏振模自镜像长度的公倍数,不仅能有效减小器件尺寸,而且提高设计灵活性.同时,利用槽波导的高双折射特性及MMI耦合器的锥形结构,可进一步缩短器件尺寸.分析结果表明,所提器件能够有效实现偏振束分离,两级MMI工作区总长度仅为42μm,准TE与准TM模的偏振消光比分别为29.8和31.4d B,1.55μm波长下的插入损耗分别为0.395和0.699 d B,偏振消光比大于20 d B时光带宽为43 nm,覆盖整个C波段.最后,详细分析了器件关键参数的制造误差对器件性能的影响. 展开更多

关键词 光学 偏振分束器 槽波导 多模干涉耦合器

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弱导波导多模干涉耦合器结构参量优化设计 被引量：5

7

作者 王谦 何赛灵 +1 位作者 黄耐容 殷源 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期354-359,共6页

本文分析了以硅基底上二氧化硅波导为代表的弱导波导多模干涉 (MMI)耦合器件输入 (出 )波导位置及宽度和 MMI长度等结构参量对器件性能的影响 .提出了参量空间法 ,在给定工艺材料参量和多模波导宽度情况下 ,通过匹配各结构参量 ,制出均... 本文分析了以硅基底上二氧化硅波导为代表的弱导波导多模干涉 (MMI)耦合器件输入 (出 )波导位置及宽度和 MMI长度等结构参量对器件性能的影响 .提出了参量空间法 ,在给定工艺材料参量和多模波导宽度情况下 ,通过匹配各结构参量 ,制出均匀性好、附加损耗低的弱导波导多模干涉耦合器件 . 展开更多

关键词 多模波导干涉耦合器 模式传输分析 自成象理论 结构参量 优化设计

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高均匀性1×4多模干涉耦合器的研究与设计 被引量：3

8

作者 李赵一 范作文 +7 位作者 丛庆宇 周敬杰 曾宪峰 郑少南 董渊 胡挺 钟其泽 贾连希 《光通信研究》 2023年第3期53-59,共7页

针对多输出端口输出光功率的不均匀性问题,文章设计了一种基于绝缘体上硅(SOI)的1×4多模干涉(MMI)耦合器,提出了一种优化其均匀性的新方法。耦合器输入/输出端采用锥形波导,为提升MMI耦合器的均匀性,对输出端锥形波导采用不等宽设... 针对多输出端口输出光功率的不均匀性问题,文章设计了一种基于绝缘体上硅(SOI)的1×4多模干涉(MMI)耦合器,提出了一种优化其均匀性的新方法。耦合器输入/输出端采用锥形波导,为提升MMI耦合器的均匀性,对输出端锥形波导采用不等宽设计,通过优化,四路输出端口均匀性高达0.0074 dB,而总的插损仅有0.058 dB。依据该方法最终使得输出端波导的传输常数失配,避免了波导之间的串扰,实现了对MMI耦合器输出端口均匀性的提升。 展开更多

关键词 硅光子学 多模干涉耦合器 均匀性 损耗

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1×2抛物线型多模干涉功分器的设计

9

作者 王浩宇 吕桓林 +2 位作者 梁艳峰 刘芳旭 刘硕 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期40-44,共5页

基于硅基槽波导结构的多模干涉耦合器受到了广泛的关注。提出了一种Si-SiO_(2)槽波导结构的1×2多模干涉功分器,将耦合区设计为抛物线型结构,输入/输出波导与耦合区之间引入锥形结构,且将输出端的锥形波导设计为不等宽结构,来改善... 基于硅基槽波导结构的多模干涉耦合器受到了广泛的关注。提出了一种Si-SiO_(2)槽波导结构的1×2多模干涉功分器,将耦合区设计为抛物线型结构,输入/输出波导与耦合区之间引入锥形结构,且将输出端的锥形波导设计为不等宽结构,来改善附加损耗和不均衡度。通过本征模式展开法(EME),对器件进行仿真。结果表明,该器件可以完整地应用在C波段(1 530~1 565 nm),附加损耗仅有0.036 dB,具有良好的特性,可应用于光网络系统中。 展开更多

关键词 功分器 槽波导 多模干涉耦合器 C波段

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基于X切薄膜铌酸锂的4×4 MMI耦合器的设计和制造

10

作者 邓冶 李坚平 张振荣 《光通信技术》 北大核心 2024年第4期54-57,共4页

针对多模干涉(MMI)耦合器存在尺寸大、插入损耗高、工艺复杂的问题,在基于X切薄膜铌酸锂(X-cut TFLN)平台上设计了一种基于横电(TE)模式的4×4 MMI耦合器,采用三维时域有限差分(FDTD)方法对MMI区域长度及宽度进行仿真优化,最后根据... 针对多模干涉(MMI)耦合器存在尺寸大、插入损耗高、工艺复杂的问题,在基于X切薄膜铌酸锂(X-cut TFLN)平台上设计了一种基于横电(TE)模式的4×4 MMI耦合器,采用三维时域有限差分(FDTD)方法对MMI区域长度及宽度进行仿真优化,最后根据优化结果并利用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀方法在该平台上制造4×4 MMI耦合器。仿真结果表明,优化后的4×4 MMI耦合器总插入损耗为0.36 dB,实际测量插入损耗为0.78 dB。 展开更多

关键词 薄膜铌酸锂 多模干涉耦合器 光子集成 低插入损耗 电感耦合等离子体刻蚀

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聚合物多模干涉微环谐振器的设计与分析 被引量：2

11

作者 吕桓林 韩秀友 +2 位作者 武震林 梁宇鑫 赵明山 《激光杂志》 北大核心 2016年第5期10-14,共5页

聚合物基微环谐振器作为低成本和易制备的集成光子器件受到了广泛的关注。利用多模干涉的自映像理论设计了微环谐振器,在直波导和环之间以2×2多模干涉耦合实现50∶50的分光比。在输入/输出波导和多模干涉耦合区连接部分引入了锥形... 聚合物基微环谐振器作为低成本和易制备的集成光子器件受到了广泛的关注。利用多模干涉的自映像理论设计了微环谐振器,在直波导和环之间以2×2多模干涉耦合实现50∶50的分光比。在输入/输出波导和多模干涉耦合区连接部分引入了锥形结构以提高性能。分析了TE/TM波多模干涉区制备容差对附加损耗和均衡度的影响。分析了不同残留层厚度下正脊型波导的弯曲损耗。进一步仿真了半径为200μm微环的光谱响应。仿真结果表明设计极大的提高了微环的性能。 展开更多

关键词 多模干涉耦合器 微环谐振器 束传播方法 正脊型

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二维限制MMI耦合器自镜像特性(英文) 被引量：2

12

作者 马慧莲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期657-660,共4页

采用扩展的导模传输分析法 ,对二维限制多模干涉 (MMI)耦合器的自镜像效应进行分析 ,详细讨论了二维限制多模干涉耦合器的自镜像特性和在两个方向上各自都成完整像的要求 ,并用三维全矢量非旁轴近似光束传输法进一步验证了分析结果 结... 采用扩展的导模传输分析法 ,对二维限制多模干涉 (MMI)耦合器的自镜像效应进行分析 ,详细讨论了二维限制多模干涉耦合器的自镜像特性和在两个方向上各自都成完整像的要求 ,并用三维全矢量非旁轴近似光束传输法进一步验证了分析结果 结果表明 ,一维限制多模干涉耦合器的自镜像效应在一定条件下 ,可以拓展到二维限制多模干涉耦合器上 并且在强限制的波导结构中 ,二维自镜像效应可以看成二个相互垂直。 展开更多

关键词 导模传输分析法 二维限制多模干涉耦合器 MMI耦合器 自镜像特性 波导结构

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基于二维多模干涉效应的N×N光开关模型 被引量：1

13

作者 叶新威 马卫东 +1 位作者 黄晓东 赵建宜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1789-1792,共4页

报道了由两个N×N三维多模干涉耦合器和一段阵列相移波导组成的三维光开关.首先利用导模传输法分析了三维多模干涉耦合器的一般成像原理,并推导出了其成像位置以及相位矩阵.在此基础上,通过场传输矩阵法建立了光开关的传输方程.利... 报道了由两个N×N三维多模干涉耦合器和一段阵列相移波导组成的三维光开关.首先利用导模传输法分析了三维多模干涉耦合器的一般成像原理,并推导出了其成像位置以及相位矩阵.在此基础上,通过场传输矩阵法建立了光开关的传输方程.利用该传输方程计算得到了光开关工作时,阵列相移波导的相位条件,并通过三维有限差分光束传输法进行仿真验证,给出了光开关工作时的插损、串扰指标,以及光开关输出功率随相移波导相位变化的关系. 展开更多

关键词 三维多模干涉耦合器 光开关 三维有限差分光束传输法

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基于多模干涉器的三维模式转换分束器的设计

14

作者 张云超 王瑾 +2 位作者 包怡阳 翟羽萌 陆云清 《光通信研究》 北大核心 2018年第3期40-42,63,共4页

采用三维结构光子器件可以实现多维度的空分复用,即并行处理多路信号,从而增加传输容量,提高集成密度。文章根据三维多模干涉耦合器的自成像原理,设计了一种易于集成的三维模式转换分束器。该分束器可以将输入的基模光场转换为3个基模... 采用三维结构光子器件可以实现多维度的空分复用,即并行处理多路信号,从而增加传输容量,提高集成密度。文章根据三维多模干涉耦合器的自成像原理,设计了一种易于集成的三维模式转换分束器。该分束器可以将输入的基模光场转换为3个基模光场和3个一阶模光场输出。用聚合物材料设计并优化得到多模波导的长、宽和高分别为3 398.17、50.00和29.37μm。模拟结果显示,在1 550nm波长时的总传输效率为85.5%,其中基模输出光场的传输效率为28.9%,最大不均衡性为0.010dB;一阶模输出光场的转换效率为56.6%,最大不均衡性为0.004dB。 展开更多

关键词 集成光学 多模干涉耦合器 模式转换 分束器

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N×N集成光开关阵列模型 被引量：10

15

作者 王章涛 余金中 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期773-776,共4页

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... 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× 展开更多

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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一种新型SOI Mach-Zehnder干涉型电光调制器的设计 被引量：2

16

作者 严清峰 余金中 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期555-558,共4页

在超紧缩双曲锥形 3dB多模干涉耦合器的基础上 ,设计了一种新的Silicon on insulator(SOI)Mach Zehnder干涉型电光调制器 与传统的Y分支器相比 ,双曲锥形 3dB耦合器的制作容差大 ,而长度缩短了近 30 % ,使得整个器件的尺寸大幅减小 ... 在超紧缩双曲锥形 3dB多模干涉耦合器的基础上 ,设计了一种新的Silicon on insulator(SOI)Mach Zehnder干涉型电光调制器 与传统的Y分支器相比 ,双曲锥形 3dB耦合器的制作容差大 ,而长度缩短了近 30 % ,使得整个器件的尺寸大幅减小 调制区采用横向注入的PIN结构 ,模拟结果表明 :当外加偏压为 0 .86V时 ,器件的调制深度最大 ,此时注入电流为 13.2mA ,对应的器件功耗为 11. 展开更多

关键词 SOI Mach-Zehnder干涉型电光调制器 多模干涉耦合器 等离子色散效应 硅基光波导器件

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MMI微压印模板的设计与研究 被引量：2

17

作者 王海容 蒋庄德 +2 位作者 刘俊明 周志涛 张英 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期36-38,共3页

微纳米压印技术作为代替传统光刻的一种新兴技术,有着重要的应用潜力。近年来在直接加工微器件如微流体、微生物器件,特别是在微平面光学器件方面得到了较快的发展。采用微压印法直接加工聚合物微平面光学器件是一个具有实用价值和研究... 微纳米压印技术作为代替传统光刻的一种新兴技术,有着重要的应用潜力。近年来在直接加工微器件如微流体、微生物器件,特别是在微平面光学器件方面得到了较快的发展。采用微压印法直接加工聚合物微平面光学器件是一个具有实用价值和研究价值的课题。该文首先讨论并选取了聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA),研究了聚合物多模干涉(MMI)耦合器器件的微压印模板的设计和加工,讨论了压印模板材料的影响。根据典型基于MMI聚合物分光器件模板的设计实例,由聚合物的光学性能和分光要求,设计出模板的几何尺寸,通过微细加工工艺加工出模板,并给出了初步的热压印实验结果。 展开更多

关键词 微压印 模板 多模干涉(MMI)耦合器 工艺

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中红外量子级联激光器1×16锁相阵列设计

18

作者 王锐 张东亮 +4 位作者 张程程 林青华 罗明馨 郑显通 祝连庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期46-56,共11页

针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确... 针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确定器件各层材料外延厚度;通过设计由100%反射率和50%反射率的布拉格反射镜组成的种子激光器实现4.6μm单波长激光输出;通过设计由1×2多模干涉耦合器(MMI)和弯曲波导组成的1×16分束器实现低损耗均匀分束并锁相;通过设计输出端口的Al_(2)O_(3)增透膜厚度并利用电注入放大的方式实现激光器阵列的大功率输出。最终确定波导上GaInAs层厚度为0.25μm,下GaInAs层厚度为0.1μm,上包层InP厚度为3μm,下包层InP厚度为1μm。当单模波导宽度为5μm时,波导损耗为0.055 dB·cm^(-1),光限制因子为0.733。100%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为728 nm,占空比为0.5,周期数为1000;50%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为727 nm,占空比为0.1,周期数为690;当阵列间距为35μm时,分束器尺寸为3080μm×605μm,损耗为0.254 dB,其中MMI尺寸为19μm×126μm;出射端口采用0.7μm的Al_(2)O_(3)增透膜,透射率达到0.975。最后比较了不同放大器阵列间距的温度与远场分布,相关研究结论可为量子级联激光器锁相阵列的研制提供设计参考。 展开更多

关键词 量子级联激光器 锁相阵列 分束 布拉格反射镜 多模干涉耦合器

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一种改进的2×2 SOI Mach-Zehnder热光开关(英文) 被引量：6

19

作者 杨笛 余金中 陈少武 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期931-934,共4页

本文设计并制作了基于强限制多模干涉耦合器的2×2SOI马赫-曾德热光开关.这种光开关采用了深刻蚀结构的多模干涉耦合器和输入/输出波导,较大地提高了干涉耦合器的性能并减少了连接耦合损耗.同时,在调制臂区域采用浅刻蚀结构,保持其... 本文设计并制作了基于强限制多模干涉耦合器的2×2SOI马赫-曾德热光开关.这种光开关采用了深刻蚀结构的多模干涉耦合器和输入/输出波导,较大地提高了干涉耦合器的性能并减少了连接耦合损耗.同时,在调制臂区域采用浅刻蚀结构,保持其单模调制状态.深刻蚀多模干涉耦合器具有优越的特性,在实验中测得不均衡度只有0.03dB,插入损耗-0.6dB.基于这种耦合器的新型热光开关,其插入损耗为-6.8dB,其中包括光纤-波导耦合损耗-4.3dB,开关时间为6.8μs. 展开更多

关键词 热光开关 多模干涉耦合器 SOI

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用MMI实现的平顶型AWG的特性分析 被引量：2

20

作者 戴道锌 周勤存 +3 位作者 潘德荣 吕翔 何赛灵 何建军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期25-27,共3页

引入归一化偏移和归一化间距,利用高斯近似得到阵列波导光栅(AWG)的频谱响应,从而分 析了展宽系数、品质因数、插损与归一化间距的关系。给出一个实例,取归一化间距为0.707,对应的展宽系数约为2,插入损耗IL约为2dB,并用光束传输方法(BPM... 引入归一化偏移和归一化间距,利用高斯近似得到阵列波导光栅(AWG)的频谱响应,从而分 析了展宽系数、品质因数、插损与归一化间距的关系。给出一个实例,取归一化间距为0.707,对应的展宽系数约为2,插入损耗IL约为2dB,并用光束传输方法(BPM)进行了验证。 展开更多

关键词 阵列波导光栅 多模干涉耦合器 频谱

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