基于聚合物波导的粗波分复用器设计制备技术研究

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作者 于前程 刘旭 +2 位作者 马麟 吴金华 何祖源 《光子学报》 北大核心 2025年第5期60-68,共9页

提出了一种基于两级级联马赫曾德尔干涉仪结构的聚合物波导粗波分复用器。通过在弧形波导与直波导的连接处引入偏移并开展系统优化设计,降低了器件损耗约1.5 dB,实现了低至0.4 dB的通道间相对插入损耗。采用紫外光刻与湿法显影工艺,实... 提出了一种基于两级级联马赫曾德尔干涉仪结构的聚合物波导粗波分复用器。通过在弧形波导与直波导的连接处引入偏移并开展系统优化设计,降低了器件损耗约1.5 dB,实现了低至0.4 dB的通道间相对插入损耗。采用紫外光刻与湿法显影工艺,实现了聚合物粗波分复用器制备。实验结果表明,制备得到的粗波分器件具有良好的中心波长精度,所有信道的中心波长偏差均小于0.5 nm,最小额外插入损耗为2.7 dB,3 dB带宽20 nm左右。此外,该器件具有良好的温度稳定性。由室温加热至150℃时的中心波长偏移小于1.8 nm。提出的聚合物波导粗波分复用器在高速板级光互连中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 聚合物波导 马赫曾德尔干涉仪 紫外光刻 粗波分复用 光互连

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硅微光机械加速度地震检波器中M-Z光波导干涉仪结构设计 被引量：14

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作者 张燕君 陈才和 +2 位作者 吴波 崔宇明 马广鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期77-82,共6页

提出了一种新型的硅基M-Z干涉型光电集成加速度地震检波器。对硅基微光电机械加速度地震检波器的M-Z光波导干涉仪系统进行了系统研究和优化设计,采用K9玻璃作为基底层和包层材料,Bak7玻璃作为波导层材料,波导的宽度为4μm,厚度为0.4μm... 提出了一种新型的硅基M-Z干涉型光电集成加速度地震检波器。对硅基微光电机械加速度地震检波器的M-Z光波导干涉仪系统进行了系统研究和优化设计,采用K9玻璃作为基底层和包层材料,Bak7玻璃作为波导层材料,波导的宽度为4μm,厚度为0.4μm。M-Z光波导干涉仪的Y分支设计中采用上升反正弦S型弯曲,为适用于该干涉仪的信号臂和参考臂大跨距的特殊结构,应用波导转向镜实现了大角度光路转折,反射转向镜的内介质采用镀制金属铝膜得以实现,并利用BPM进行了仿真。为了防止TE模偏振光的偏振态经铝膜全反射后发生变化,加了4个长度为1 mm的TE模偏振器以保持其偏振态。实验结果与理论相符。 展开更多

关键词 加速度计 M-Z干涉仪 光波导 结构设计

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新颖的微弯结构Mach-Zehnder干涉仪型传感器及其优化设计 被引量：6

3

作者 邸岳淼 肖悦娱 何赛灵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期69-72,共4页

介绍了一种改进的Mach Zehnder干涉仪型传感器 ,采用微弯结构波导代替了传统的MZ干涉结构的两臂 利用三维波束传播法 (3D BPM)对传感器的敏感区域 ,微弯结构的形状进行了研究 ,同时研究了微弯结构的振幅和周期对灵敏度的影响 ,并采用... 介绍了一种改进的Mach Zehnder干涉仪型传感器 ,采用微弯结构波导代替了传统的MZ干涉结构的两臂 利用三维波束传播法 (3D BPM)对传感器的敏感区域 ,微弯结构的形状进行了研究 ,同时研究了微弯结构的振幅和周期对灵敏度的影响 ,并采用梯度算法对这两个最重要的参数进行综合优化 模拟结果表明 。 展开更多

关键词 微弯结构 Mach-Zehnder传感器 集成光波导

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光纤傅里叶变换光谱技术中激光辅助干涉仪的研究 被引量：2

4

作者 余瑞兰 朱灵 张龙 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期513-517,共5页

针对光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)中压电陶瓷非线性调制导致的复原光谱图畸变问题,设计了He-Ne激光辅助干涉仪,利用该干涉仪实现被测光的等光程间隔采样,以及为待测光源光谱定标提供依据。使用该干涉仪测量了632.8 nm He-Ne激光光源的干... 针对光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)中压电陶瓷非线性调制导致的复原光谱图畸变问题,设计了He-Ne激光辅助干涉仪,利用该干涉仪实现被测光的等光程间隔采样,以及为待测光源光谱定标提供依据。使用该干涉仪测量了632.8 nm He-Ne激光光源的干涉信号,采用傅里叶变换算法计算了其光谱图,并与传统光栅光谱仪测量的光谱图进行比较,分析了两者存在的差异及其原因,为FFTS的后续研制工作提供了有益参考。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 激光辅助干涉仪 光纤Michelson干涉仪 傅里叶变换光谱仪 光谱测量

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一种新型谐振干涉式光纤陀螺的原理分析 被引量：3

5

作者 曾雪飞 陈海燕 刘永智 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期300-303,308,共5页

提出了一种新型的谐振干涉式光纤陀螺,推导了光强透过率表达式与揩振式,对再入式光纤陀螺的旋转探测灵敏度进行了比较,并进行了系统方案设计,理论分析表明,3 m长的保偏光纤有源谐振干涉式陀螺 可以获取优于22/h的理论分辩率。

关键词 谐振干涉式光纤陀螺 光纤传感器 掺饵光波导放大器

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取样长周期光纤光栅多通道带阻滤波器 被引量：2

6

作者 韩军 盛秋琴 +1 位作者 陈凯 董孝义 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期510-515,共6页

提出一种基于取样长周期光纤光栅制作的多通道带阻滤波器,采用不同的分析方法对其传输特性进行了较详细的分析,分别给出光栅参数与其透射特性和时延特性之间的关系,并得到具有一致性的结果,由此得出的结论对器件的优化设计具有实际指导... 提出一种基于取样长周期光纤光栅制作的多通道带阻滤波器,采用不同的分析方法对其传输特性进行了较详细的分析,分别给出光栅参数与其透射特性和时延特性之间的关系,并得到具有一致性的结果,由此得出的结论对器件的优化设计具有实际指导意义。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 取样长周期光纤光栅 傅里叶变换 马赫-泽德干涉仪 Bloch波

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MOEMS三分量加速度地震检波器简谐振子设计(英文) 被引量：1

7

作者 恩德 冯捷逾 张宁波 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期362-367,共6页

采用惯性力与简谐振子相垂直及差动检测技术的方法,设计基于光弹效应的三分量加速度地震检波器简谐振子。对于简谐振子中的双M-Z干涉仪而言,光功率的均分和光的单模传输是实现正确检测加速度的基础。介绍了M-Z干涉仪的结构和工作原理。... 采用惯性力与简谐振子相垂直及差动检测技术的方法,设计基于光弹效应的三分量加速度地震检波器简谐振子。对于简谐振子中的双M-Z干涉仪而言,光功率的均分和光的单模传输是实现正确检测加速度的基础。介绍了M-Z干涉仪的结构和工作原理。用波导光学模拟软件OptiBPM v9.0对双M-Z干涉仪光场传输进行仿真,得到双M-Z干涉仪的光场传输图。从仿真结果可以看出,从激光器LD发出的光经过双M-Z干涉仪后,1/4分支波导的光场峰值都达到了0.52,分光比达到了1:1:1:1,实现了光功率的均分,设计的简谐振子满足三分量加速度地震检波器实现正确检测加速度的要求。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 简谐振子 M-Z干涉仪 光弹效应 三分量

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干涉型光纤传感器偏振衰落动态补偿技术 被引量：3

8

作者 穆姝慧 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期375-378,共4页

为了消除单模光纤制作的光纤传感器常会因外部环境扰动而引起相位衰落和偏振衰落,通过改进传统的马赫-泽德干涉仪,利用高频振荡的PZT结合相位生成载波零差解调电路用来补偿相位衰落,引入一个可随干涉信号的幅值变化旋转的半波片来调整... 为了消除单模光纤制作的光纤传感器常会因外部环境扰动而引起相位衰落和偏振衰落,通过改进传统的马赫-泽德干涉仪,利用高频振荡的PZT结合相位生成载波零差解调电路用来补偿相位衰落,引入一个可随干涉信号的幅值变化旋转的半波片来调整输出的干涉信号,据此可实现偏振衰落的动态补偿。通过理论分析可以得出由偏振衰落造成的信号幅度波动不大于3dB。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 偏振衰落 干涉仪 动态补偿 半波片

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硅基矩形结构马赫-曾德2×2热光开关的设计与仿真 被引量：5

9

作者 刘克 牟思璇 +1 位作者 黄晖 崔永浩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期14-19,共6页

高速光开关是实现光传输路径变换的关键器件之一.对于目前马赫-曾德型光开关本身占据的尺寸较大或者在一维方向上尺度较长的缺点,提出了一种利于高度集成的矩形马赫-曾德2×2光开关单元结构.器件由基于受抑全内反射原理的沟槽型微... 高速光开关是实现光传输路径变换的关键器件之一.对于目前马赫-曾德型光开关本身占据的尺寸较大或者在一维方向上尺度较长的缺点,提出了一种利于高度集成的矩形马赫-曾德2×2光开关单元结构.器件由基于受抑全内反射原理的沟槽型微纳分光/合光器和90°弯曲波导的L型参考/相移臂两者构成,极大地减小了由此构成的马赫-曾德光开关器件的尺寸.利用硅的热光效应,举例设计了开关器件的L型相移臂上升50℃实现π相移时需要的总长度约为84μm.同时采用有限元法分析得到在NiCr金属电极加热器上施加电压3.5V时,可以使相移臂内的脊波导层上升温度约为50℃;模拟了介质覆盖上包层不同SiO2厚度时的时间响应特性,选用上包层SiO2厚度为0.5μm时得到器件上升时间35μs、下降时间48μs的开关速度.最后使用Rsoft FullWAVE软件模块时域有限差分法仿真验证了热光开关器件的开关功能.设计的硅基矩形结构马赫-曾德2×2热光开关的平面尺寸为56×38μm2.器件具有高效紧凑的特点,使其布局配置易于向二维方向扩展,并潜在应用于硅基高密度光子集成回路及片上光互连系统. 展开更多

关键词 SO2浓度检测 经验模态分解 小波分析 信噪比 均方误差

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光波导F-P干涉型电场和电压传感器 被引量：1

10

作者 洪佩智 马少杰 +1 位作者 侯韶华 于荣金 《光子学报》 EI CAS CSCD 1996年第3期230-234,共5页

本文报道了 LiNbO_3质子交换光波导 F-P 干涉型电场和电压传感器的结构、制备、工作原理、实验装置与测量结果.用半导体激光器(780nm)作光源,测量了器件对频率在20Hz～1KHz 电场的响应特性,着重测量并得到工频(50Hz)交流电场(幅值为8.3... 本文报道了 LiNbO_3质子交换光波导 F-P 干涉型电场和电压传感器的结构、制备、工作原理、实验装置与测量结果.用半导体激光器(780nm)作光源,测量了器件对频率在20Hz～1KHz 电场的响应特性,着重测量并得到工频(50Hz)交流电场(幅值为8.3～75V_(zms)/cm)和电压(20～180V_(rms))与调制光输出电压之间的关系曲线.实验研究表明:该器件的线性度为1.4%,电场灵敏度为61.4mV_(rms)/V_(rms)/cm,电压灵敏度为25.6mV_(rms)/V_(rms);且具有结构简单、制作容易、几何尺寸小、光传输插入损耗低等优点;稍加完善,可望制成实用化器件. 展开更多

关键词 LINBO3 光波导 F-P干涉 电压 传感器

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集成光学移相干涉仪的研制与性能表征

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作者 郝寅雷 丁君珂 +3 位作者 陈浩 蒋建光 孟浩然 刘欣悦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期224-228,共5页

干涉仪是综孔径望远镜的核心器件,与传统的分立元件干涉仪相比,集成光学移相干涉仪结构紧凑,用于构建综合孔径望远镜能显著优化望远镜结构并提高系统稳定性。文中报道了二氧化硅基集成光学移相干涉仪的设计和制作,并给出了对这种器件主... 干涉仪是综孔径望远镜的核心器件,与传统的分立元件干涉仪相比,集成光学移相干涉仪结构紧凑,用于构建综合孔径望远镜能显著优化望远镜结构并提高系统稳定性。文中报道了二氧化硅基集成光学移相干涉仪的设计和制作,并给出了对这种器件主要性能的表征结果。研究结果表明,集成光波导制作技术可以保证干涉仪芯片上两个方向耦合器的耦合特性的一致性;器件的插入损耗优于1.8 dB,插入损耗均匀性优于0.1 dB;通过对MZ干涉仪插入损耗的测量估计了移相器的偏差,结果显示干涉仪中90°移相器的偏差大约为1.5°。分析表明,二氧化硅基光波导技术用于综合孔径望远镜用光干涉仪制作具有显著的优势。 展开更多

关键词 移相干涉仪 综合孔径望远镜 集成光学 光波导

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双M-Z干涉仪中Y分支波导设计与分析

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作者 恩德 邓三星 +2 位作者 孙攀 陈亚柯 冯捷逾 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第2期316-319,共4页

介绍了分支波导和S形弯曲波导,设计了对称双Y分支S形弯曲波导的结构,并计算了其弯曲损耗。对1/2Y和1/4Y分支波导的传输及弯曲损耗随长度的变化进行了模拟仿真,结果表明,设计的双Y分支波导达到了低损耗的要求。最后对双M-Z干涉仪的光场... 介绍了分支波导和S形弯曲波导,设计了对称双Y分支S形弯曲波导的结构,并计算了其弯曲损耗。对1/2Y和1/4Y分支波导的传输及弯曲损耗随长度的变化进行了模拟仿真,结果表明,设计的双Y分支波导达到了低损耗的要求。最后对双M-Z干涉仪的光场传输进行了二维各向同性仿真,得到其光场传输图和折射率分布图。结果表明,设计的双M-Z干涉仪的分光比可达1∶1∶1∶1。 展开更多

关键词 双M-Z干涉仪 Y分支波导 弯曲损耗 光功率 光场传输

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基于微纳光纤模式干涉仪和石墨烯薄膜的氨气传感器 被引量：4

13

作者 盛苗苗 范鹏程 +3 位作者 于波 黄赟赟 李杰 关柏鸥 《量子电子学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期379-384,共6页

将单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯相结合,实现了一种高灵敏度的光纤式氨气传感器,其利用石墨烯的特异性吸附效应及微纳光纤结构的高灵敏度传感特性,通过检测干涉光谱的漂移量实现了对氨气浓度微弱变化的检测.对不同组传感器进行了对比... 将单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯相结合,实现了一种高灵敏度的光纤式氨气传感器,其利用石墨烯的特异性吸附效应及微纳光纤结构的高灵敏度传感特性,通过检测干涉光谱的漂移量实现了对氨气浓度微弱变化的检测.对不同组传感器进行了对比分析,结果表明当光纤直径为3.4μm时最大检测灵敏度为10.8 pm/ppm,与文献中采用其它光纤结构所报道的结果相比几乎提高了一倍。该传感器具有结构简单、易于实现及灵敏度高等优点,在危害气体浓度报警和人体健康检测等领域有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 氨气传感器 模式干涉仪 石墨烯

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集成马赫曾德型光波导工频强电场传感器 被引量：6

14

作者 李佳文 张家洪 +2 位作者 许晓平 赵振刚 李川 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期42-49,共8页

利用集成光学技术设计并研制了一种时域测量电力系统中工频强电场的传感器,体积为80 mm×18 mm×7.5 mm.采用调谐光源波长的方法补偿环境变化带来的工作点漂移,形成π/2的静态工作点,从而使传感器稳定地工作在线性区.理论分析... 利用集成光学技术设计并研制了一种时域测量电力系统中工频强电场的传感器,体积为80 mm×18 mm×7.5 mm.采用调谐光源波长的方法补偿环境变化带来的工作点漂移,形成π/2的静态工作点,从而使传感器稳定地工作在线性区.理论分析了一种带有电极对的集成电光工频电场传感器.根据国标GB/T12720-1991建立了工频电场测试系统,对传感器的时域动态范围进行了测试.结果表明:传感器时域可测电场范围为0.35~125 kV/m,线性相关系数为0.997,线性动态范围达51 dB,适合用于工频强电场测量. 展开更多

关键词 集成光学 电场测量 非对称马赫曾德干涉仪 屏蔽电极 工作点 光波导传感器 时域分析

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光学波导中原子干涉的加速度测量

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作者 魏春华 梁磊 +2 位作者 左承林 颜树华 杨俊 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期142-148,共7页

提出一种水平方向、光学波导中原子干涉的加速度测量方案。详细介绍了光路结构、原子团制备以及光学波导的绝热装载等。通过实验手段对测量方案进行验证,首先将87Rb原子团冷却至50 nK的玻色爱因斯坦凝聚态,随后对超冷原子团施加布拉格... 提出一种水平方向、光学波导中原子干涉的加速度测量方案。详细介绍了光路结构、原子团制备以及光学波导的绝热装载等。通过实验手段对测量方案进行验证,首先将87Rb原子团冷却至50 nK的玻色爱因斯坦凝聚态,随后对超冷原子团施加布拉格光进行分束、合束,完成原子干涉过程。实验结果显示,所提干涉测量系统能够实现单轴加速度测量,对未来高精度多轴加速度测量系统的研制具有指导借鉴意义。 展开更多

关键词 原子干涉仪 光学波导 玻色爱因斯坦凝聚态 布拉格衍射

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用于化学与生物检测的光子传感器研究进展

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作者 陈晨 陈明 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期278-281,322,共5页

文章回顾了近年来光子集成化学与生物传感器的一些新进展,主要讨论表面等离子体波生物传感器,基于环形谐振器的化学和生物光学传感器和集成光学干涉生物传感器(主要涉及2种:集成双模波导干涉生物传感器和基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的... 文章回顾了近年来光子集成化学与生物传感器的一些新进展,主要讨论表面等离子体波生物传感器,基于环形谐振器的化学和生物光学传感器和集成光学干涉生物传感器(主要涉及2种:集成双模波导干涉生物传感器和基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的生物光子传感器),并特别注意对材料,技术架构,光学传感原则和各自优缺点的简要阐述。此外,还指出了实现上述传感器设计与仿真的软件。 展开更多

关键词 等离子体波 环形谐振器 双模波导干涉 马赫-曾德尔干涉仪

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1.5 μm Ti:LiNbO_3电光波导强度调制器

17

作者 张伯华 高福斌 金锋 《高速摄影与光子学》 CSCD 1990年第2期199-204,共6页

用钛内扩散技术和常规光刻手段,研制出1.5μmLiNbO_3电光波导强度调制器。它由单模波导非对称Mach-Zehnder干涉仪和三电极共平面波导组成。干涉仪的两个臂长相差波导波长的四分之一,使器件在最佳线性点工作,无需外加电偏压。集总调制和... 用钛内扩散技术和常规光刻手段,研制出1.5μmLiNbO_3电光波导强度调制器。它由单模波导非对称Mach-Zehnder干涉仪和三电极共平面波导组成。干涉仪的两个臂长相差波导波长的四分之一,使器件在最佳线性点工作,无需外加电偏压。集总调制和行波调制的理论带宽分别为1GHz和7.8GHz。对于集总器件,测量了调制特性,半波电压为9.5V,调制带宽为0.7GHz。 展开更多

关键词 电光波导 调制器 LINBO3光波导

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玻璃波导有效折射率的原位测量(特邀)

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作者 李小艳 李义春 +4 位作者 李中天 王映德 王立成 王艳辉 田振男 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期51-58,共8页

飞秒激光直写玻璃波导是快速制备三维集成光子芯片的一种重要手段,波导有效折射率的准确测量对于设计光子器件意义重大。设计并制备了一种断臂马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构对玻璃波导有效折射率进行原位精密测量。激光在断线区域和波导... 飞秒激光直写玻璃波导是快速制备三维集成光子芯片的一种重要手段,波导有效折射率的准确测量对于设计光子器件意义重大。设计并制备了一种断臂马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构对玻璃波导有效折射率进行原位精密测量。激光在断线区域和波导内的有效折射率不同,在传输相同长度下产生一定的相位差,最终导致不同的干涉结果。对断臂MZI结构的相位干涉结果进行处理,得到激光直写玻璃波导的有效折射率为1.504+7.7×10^(−4)。利用RSOFT软件光束传播算法对器件进行模拟仿真,仿真结果与实验吻合良好。该精确测量玻璃波导有效折射率的方法对于提升光子芯片设计与制造能力具有重要意义。 展开更多

关键词 飞秒激光直写 马赫-曾德尔干涉仪 有效折射率 光波导

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面向米级狭缝波导的偏振模式色散测量

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作者 林智辉 王凌华 +1 位作者 朱世德 王少昊 《光通信技术》 2023年第6期66-71,共6页

为了准确测量米级长度线型狭缝波导的准横电波(TE)和准横磁波(TM)的色散,设计了一种马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的色散测量光路。介绍了相位拟合法和平衡波长法的测量原理,并结合测量光路进行测量。测量结果表明:滤除偏振模式间的串扰噪声,... 为了准确测量米级长度线型狭缝波导的准横电波(TE)和准横磁波(TM)的色散,设计了一种马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的色散测量光路。介绍了相位拟合法和平衡波长法的测量原理,并结合测量光路进行测量。测量结果表明:滤除偏振模式间的串扰噪声,可进一步提高色散测量的准确度;通过调整波导的狭缝尺寸,可对其色散进行有效调控,当狭缝厚度为0.1μm时,波导在1440~1640 nm波长范围内具有接近零且平坦的色散。 展开更多

关键词 集成光波导 马赫-曾德尔干涉仪 色散

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集总型电极光波导调制器的研究

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作者 周正利 沈启舜 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第6期107-111,共5页

光波导调制器是光纤通信系统中的重要器件．本文分析了Ｍ－Ｚ（即Ｍａｃｈ－ｚｅｈｎｄｅｒ）干涉型光波导调制器的工作原理，研究了集总参数型电极的频宽特性，在ＬｉＮｂＯ３基片上用导波技术设计、制作了光波导调制器，并测量了主要... 光波导调制器是光纤通信系统中的重要器件．本文分析了Ｍ－Ｚ（即Ｍａｃｈ－ｚｅｈｎｄｅｒ）干涉型光波导调制器的工作原理，研究了集总参数型电极的频宽特性，在ＬｉＮｂＯ３基片上用导波技术设计、制作了光波导调制器，并测量了主要性能． 展开更多

关键词 集总型电极 干涉仪 光波导调制器

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