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高折射率差纳米狭缝波导的电场分析被引量：3: 2013年; 狭缝波导在集成光波导器件和系统中有极为广泛的应用,分析狭缝波导物理过程的理论方法和理论模型对指导该类器件和系统的设计至关重要.本文通过分析狭缝波导的物理机理和模式特性,提出将狭缝波导五层对称结构中的波导和狭缝区域作为一个整体进行分析的理论方法,并引入导模和辐射模共同作用机制,在此基础上,建立了理论模型描述整个狭缝波导结构的电场分布.将得到的理论结果,分别与RSoft软件仿真结果、其他研究者的理论结果以及实际优化设计结果进行比较研究,验证了本文理论方法和模型的正确性、优越性、完备性和实用性.最后,给出了本文理论模型适用范围的确定方法,以目前常用狭缝波导(基于SOI材料、波导尺寸180nm×300nm)为例,适用于狭缝宽度小于96.2nm情况.本文理论模型作为一种补充,完善了分析光波导性能的耦合模理论体系.; 李瑭王东旭钱如一程思齐顾锐锐乐孜纯; 关键词：集成光学辐射模亥姆霍兹方程

密集波分复用条件下的光轨网络串扰分析与仿真被引量：1: 2012年; 光轨网络是一种能够利用成熟的光学器件实现带宽灵活分配和信息交换的新型网络.串扰是限制光轨网络的物理层性能及其扩展性的重要因素.本文讨论了典型的光轨网络节点中异频串扰和同频串扰的产生原因,理论分析了两者对光轨网络的物理层传输性能的影响.给出了3种串扰性能的评价方法.以密集波分复用技术为应用背景,分别搭建了器件隔离度为20dB和30dB的、具有3个节点5个波长且单波长速率为2.5Gbps的光轨网络,仿真了串扰在光轨网络中的传播过程,并计算了光轨网络的误码率、功率代价和相对串扰.理论分析和仿真结果表明:光滤波器、解复用器和复用器是光轨网络中串扰产生的关键器件,且提高器件的隔离度等性能对于提高光轨网络的传输性能会有较显著的效果;在密集波分复用条件下,串扰对单波长速率为2.5Gbps的光轨网络的误码率和功率代价具有显著的影响,从而限制了光轨网络实际可用的节点数目.; 张蕾蕾付明磊乐孜纯; 关键词：串扰密集波分复用仿真

超小型带宽可调谐微环谐振腔（英文）被引量：2: 2018年; 基于狭缝波导和热光学调制的耦合特性,提出一种尺寸为15μm×20μm的绝缘硅基底的超小型微环谐振器,该器件可通过调节加热器功率调节其带宽.用时域有限差分法模拟其可调谐特性,结果表明,当加热器功率从0mW增加至0.742mW时,1550nm入射光的TE模式在1 900nm波长下的带宽可调范围为2.5nm,TM模式在1 543nm波长处的带宽可调范围为3.1nm.该器件尺寸小、驱动功率低、可调谐带宽范围大,适用于动态集成光信号处理,如重构滤波和布线等.; 董文邹雨杜颖乐孜纯; 关键词：集成光学时域有限差分法微环谐振腔

基于微流控光学可调谐的渐变折射率特性研究被引量：2: 2014年; 本文基于层流液体的对流扩散效应,提出了一种新型的具有渐变折射率分布特性并且可以实现调节的微腔流体透镜.利用有限元法分析微腔中芯层与包层流体在对流扩散过程达到稳定后的浓度分度,即混合流体的折射率分布,结果表明,分别调节芯层与包层流体的流速,微腔中的流体可以实现不同的渐变折射率分布.同时,本文还分析了即使考虑腔壁与流体之间的黏滞阻力因素,芯层与包层流体的流速组合依然是混合流体折射率分布的决定因素.应用微腔流体透镜的这种调节效果,可以实现不同要求的光束聚焦、分束、偏转等功能,在微流控光学检测系统以及微成像系统中有重要的应用.; 孙运利王昌辉乐孜纯; 关键词：集成光学渐变折射率

基于多模干涉的椭圆型十字波导的设计与仿真被引量：2: 2017年; 设计了一种高效的、基于多模干涉(MMI)的椭圆型十字光波导,通过增加模式匹配器和调整自聚焦点位置,降低其传输损耗。COMSOL仿真表明该波导在1550nm波长处的透射率高达96.5%,串扰损耗小于2×10-5,而传统的椭圆型十字波导的透射率仅为91.2%。并且对椭圆型MMI的成像规律进行了理论分析和仿真验证,结果表明这种新型椭圆型结构不但在1550nm处表现出高效性,对整个1500~1600nm的通信波段都具有非常低的损耗(小于0.2dB)和串扰(小于-42dB)。这种十字光波导尺寸小、结构简单,只需要在硅上绝缘体(SOI)基底材料上融刻一次即可实现,制备工艺简单,有利于节约成本和批量生产,广泛适用于未来的集成光路。; 乐孜纯徐自力孙琛杜颖董文; 关键词：集成光学波导多模干涉损耗串扰

光子晶体微腔稀疏波分解复用器的设计与模拟被引量：9: 2014年; 针对城域网与接入网对稀疏波分复用系统的应用需求,提出了一种基于光子晶体微腔的稀疏波分解复用器.利用平面波展开法计算了二维正方晶格圆柱形硅介质柱型光子晶体的带隙,在此基础上,引入五点缺陷构造了光子晶体微腔,并用时域有限差分法系统分析了微腔共振波长与缺陷介质柱半径及折射率的关系,理论上设计了一种符合ITU G.694.2标准的四信道解复用器.结合Rsoft软件的仿真分析,结果表明:五点缺陷微腔共振波长与缺陷介质柱半径呈非线性关系,与缺陷介质柱折射率差呈线性关系,解复用器四信道的中心波长接近目标波长,峰值半高全宽均小于5.7nm,串扰均在-15.66dB以下,输出谱相对强度均大于90%,输出功率均衡,为解复用器的深入研究提供了理论基础.; 李旭乐孜纯; 关键词：集成光学平面波展开法时域有限差分法光子带隙光子晶体微腔

用于Triplexer Monitor的波长不敏感耦合器被引量：1: 2012年; 为了提高Triplexer Monitor的光信号采样性能和集成度,提出一种基于非对称锥形波导结构的波长不敏感耦合器。该耦合器采用SiO2-on-Si掩埋型光波导结构,位于中心部位的锥形波导构成耦合区,与之衔接的S型弯曲波导实现信号光的输入和输出。采用传输矩阵法分析了光监测端口输出的归一化的耦合光功率,分析时将耦合区的中心部位作为非对称矩形波导而外侧作为对称矩形波导。利用光束有限差分传播法(FDBPM)和MATLAB数值仿真得出:当耦合区中心非对称矩形波导宽度分别为5.50μm和3.35μm时,对于1300nm到1600nm的输入光波长范围,可实现光监测端口4%?8%的归一化耦合光功率。特别的,在1310nm、1490nm和1550nm输入光波条件下,耦合器在输出端的分光比分别为:92:8、96:4和93:7,同时TE模和TM模的分光比变化保持在5%以内。所设计的波长不敏感耦合器具有体积小、可靠性高等优点,适合与PLC型的Triplexer实现单片集成。; 付明磊费霞刘玉玲乐孜纯; 关键词：监测器分光比

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国家自然科学基金(61172081)