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聚合物／SiO2混合波导2×2热光开关的制备与测试被引量：4: 2014年; 利用聚合物材料SU-8作为芯层、聚合物材料PMMA作为上包层、无机材料SiO2作为下包层,设计并制备了一种有机/无机混合波导2×2定向耦合-马赫曾德尔(DC-MZI)热光开关。为了保证波导中的单模传输、减小模式辐射和衬底泄露损耗、缩短响应时间并降低器件功耗,对其结构参数做了优化。利用涂膜、湿法刻蚀等工艺制备了器件样品。在1 550nm波长下,器件的交叉态和直通态的驱动功率分别为0和7.8mW(开关功率为7.8mW),交叉态和直通态的两端口串扰分别为-9dB和-12.8dB。在方波驱动电压信号作用下,测得器件交叉端口的上升时间和下降时间分别为138μs和136μs,直通端口的上升时间和下降时间分别为63μs和140μs。制备的混合结构器件综合利用了芯层聚合物材料热光系数大、上/下缓冲层厚度均较小以及Si/SiO2导热系数大的优点,因此同时具备了较低的功耗和较快的响应时间,在低功耗、快速光通信系统中具有较好的应用前景。; 梁磊曲禄成张立钧郑传涛孙小强王菲张大明; 关键词：集成光电子器件平面光波导器件热光开关

宽光谱聚合物热光开关的制备及容噪特性研究被引量：1: 2013年; 利用聚合物/SiO2混合材料脊形波导结构以及化学气相沉积(CVD)、涂膜和湿法刻蚀等工艺,设计并制备了一种低功耗马赫-曾德尔干涉(MZI)热光开关。测试了波导芯层和包覆层材料的色散特性,模拟分析了器件的输出功率和光谱性能。以可调谐激光器作为光源,实验测试了所制备器件的开关、响应和光谱特性。在1 550nm中心波长下,器件的开关功耗约为7.8mW,ON与OFF状态间的消光比达32.6dB。在纯净方波驱动电压信号(峰峰值为3 Vpp)作用下,测得器件的上升和下降时间分别为107和71μs。保持器件在1 550nm波长下的驱动功率不变,测得器件的输出光谱约为50nm(1 520～1 570nm),且在此范围内,器件的消光比大于18dB。利用NE555等集成电路自主制作了一种噪声幅度可调的含噪信号驱动源,借此研究了器件的容噪特性。结果显示,当要求器件的消光比大于10dB时,可允许的最大噪声幅度为1.1 Vpp。; 梁磊郑传涛宋强马春生张大明; 关键词：集成光电子器件热光开关功耗输出光谱

Fast response 2×2 thermo-optic switch with polymer/silica hybrid waveguide被引量：2: 2012年; A polymer/silica hybrid 2×2 multimode-interference switch is designed and fabricated. Instead of polymer Mach-Zehnder interferometer thermo-optic （TO） silica is used as under-cladding to accelerate heat release because of its large thermal conductivity. The developed switch exhibits low power consumption of 6.2 mW, low crosstalk of about 28 dB, and short response time. The rise and fall times of 103 and 91 its for this hybrid switch are shortened by 40.8% and 52.4%, respectively, compared with those of the fabricated TO switch （174 and 191 μs） using polymer as both upper- and under-claddings.; 闫云飞郑传涛孙小强王菲张大明; 关键词：MZI PMMA THAN

两节推挽极化波导Y型耦合器电光开关特性分析（英文）: 2015年; 针对两节独立反相集总电极聚合物Y型耦合器电光开关响应速度慢的问题,通过对该器件两节电光区的波导进行推挽极化,设计了一种无偏置行波电极高速电光开关.为了获得低的驱动电压、良好的阻抗匹配和光波与微波间较小的折射率失配,对电极参数做了设计和优化.通过对施加的方波开关信号做傅里叶变换并结合行波传输线理论,给出了一种用于建模和表征器件高频响应的解析分析法.对该器件的数值计算结果表明,在1 550nm中心工作波长下,其3dB状态电压为0 V,开关电压为2.68V,上分支状态电压和下分支状态电压分别为-1.34V和＋1.34V,器件的插入损耗和串扰分别小于3.55和-30dB,10%~90%上升时间和下降时间均为3.90ps,截止开关频率可达128.2GHz.; 李祝博黄小亮李翠婷郑传涛; 关键词：集成光学导波光学电光开关

推挽极化Y型耦合器电光调制器的傅里叶建模与表征被引量：1: 2014年; 设计了一种高线性度、无偏置聚合物Y型耦合器电光调制器,它由Y型分束器、Y型合束器、两节推挽极化电光耦合波导构成的电光区和一个微带行波电极构成,给出了器件结构并对其参数做了优化。通过对施加的电学调制信号做傅里叶变换并结合器件的传递函数,给出了一种新型数值方法来建模和表征器件的静态和动态特性,推导并得到了器件的状态函数、静态响应、调制响应、三阶内调响应等表达式。计算和分析结果显示,器件的半波电压为2.69V;3dB调制带宽约为143GHz;当调制系数为1%~10%时,基频信号对器件所产生三阶内调噪声的抑制比为60dB^90dB。所给出的理论和相关公式也可用于具有Y型耦合器结构的类似电光器件(如电光开关)的设计、建模和分析。; 郑传涛黄小亮李翠婷罗倩倩王一丁张大明; 关键词：集成光学电光调制器线性度

低功耗有机／无机混合结构热光开关的研制被引量：8: 2012年; 利用聚合物材料SU-8作为芯层、聚合物材料PMMA作为上包层和无机材料SiO2作为下包层,设计并研制了一种有机/无机混合结构的Mach-Zehnder干涉(MZI)热光(TO)开关。为了保证波导中的单模传输、减小模式辐射损耗和衬底泄露损耗、缩短响应时间并降低器件功耗,对其结构参数做了优化。利用化学气相沉积(CVD)、涂膜和湿法刻蚀等工艺制备了器件样品。在1 550nm工作波长下,器件的开和关状态的驱动功率分别为0和13mW(开关功率为13mW),开和关状态间的消光比为18.3dB。在方波驱动电压信号作用下,测得器件的上升和下降时间分别为126和134μs。与无机材料Si/SiO2和全聚合物材料研制的TO开关相比,本文研制的混合结构器件综合利用了芯层聚合物材料热光系数大、上/下缓冲层厚度均较小以及Si/SiO2导热系数大的优点,因此同时具备了较低的功耗和较快的响应时间,在光通信系统中具有较好的应用前景。; 梁磊闫云飞孙小强马春生张大明郑传涛; 关键词：集成光电子器件功耗消光比

超紧凑聚合物五端口光路由器的分析模拟被引量：3: 2014年; 构建了一种五端口聚合物光路由器，由于四种不同半径的交叉耦合双环谐振器的谐振作用，该器件可完成二维平面内对四个信道波长的定点路由功能。由于聚合物材料和左右覆层材料具有较大的折射率差，四种微环的半径可小至14μm，波导模式振幅弯曲损耗小于10^-4dB／cm。当不同信道波长沿不同端口输入时，得到了波长与路由链路的关系。计算结果表明，各信道波长沿各路由链路的插入损耗为0．03～0．62dB，各路由链路on端口和其他off端口的最大串扰小于一39dB，器件的尺寸约为626μm×495μm。与已报道的硅光路由器相比，该聚合物器件具有相似的微环半径和封装尺寸，且由于零静态功耗、低串扰、低损耗和处理工艺简单、价格低廉等优势，该器件在光片上网络中具有潜在的应用价值。; 郑传涛罗倩倩黄小亮梁磊王一丁张大明; 关键词：集成光学微环谐振器插入损耗串扰

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国家自然科学基金(61107021)