潘盼 作品数:7 被引量:14 H指数:2 供职机构: 中国科学院半导体研究所 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家自然科学基金 河南省科技攻关计划 更多>> 相关领域: 电子电信 更多>>
InP阵列波导光栅的误差分析 被引量:1 2013年 在InP阵列波导光栅的制作过程中会引入不同的误差,从而影响器件的性能.为了最大限度地控制误差,提高半导体器件性能,本文采用传输函数法对InP基阵列波导光栅的系统误差和随机误差分别进行了分析.从系统误差的模拟结果中可以得到如下结论:深脊型波导的有效折射率nc平均每偏移+0.000 1,中心波长偏移+0.05nm.相邻阵列波导长度差ΔL每偏移+0.01μm,中心波长将偏移+0.44nm.nc和ΔL仅仅会影响到传输谱中心通道及其他各通道对应的波长,使得传输谱发生整体漂移,而信道间隔及串扰不会改变.罗兰圆半径R偏移不会影响器件的中心通道对应的波长,但会使其它通道对应的波长发生变化,最终使得信道间隔改变,R增加50μm,信道间隔减小0.03nm.从随机误差模拟结果中,得出:波导芯区折射率、上包层折射率、衬底折射率、波导宽度和波导芯层厚度的随机波动会对阵列波导光栅的串扰产生较大的影响.根据以上分析,可以通过控制不同参量来调节器件的中心波长以及信道间隔等来优化阵列波导光栅的光学性能. 潘盼 安俊明 王亮亮 张俪耀 王玥 胡雄伟阵列波导光栅平坦化的研究 被引量:3 2013年 阵列波导光栅的平坦化在实际应用中有很重要的意义.本文系统地研究了阵列波导光栅的平坦化.在输入波导、输出波导、阵列波导输入端与输出端上分别引入了指数型锥形波导.通过改变锥形波导的形状和尺寸来实现平坦化的优化.本文首先从理论上论述了引入指数型锥形波导的输出光谱特性,给出了结构参量的关系表达式,阐明了输入波导处的锥形波导是影响输出光谱平坦化的主要因素,阵列波导和输出波导处的锥形波导对输出光谱的平坦化有一定的影响.其次采用数值模拟的方法模拟了输出光谱,优化了结构参量,总结出了指数型锥形波导对平坦化影响的趋势和规律.模拟结果显示,输出光谱1dB带宽大于通道间隔的50%,插入损耗从5.2dB减小到了4.0dB,串扰小于-30dB.最后,本文给出了实验结果,插入损耗减小了0.87dB,串扰减小了3.67dB,1dB带宽增加0.1nm,增加了54.7%.实验结果表明引入指数型锥形波导提高了阵列波导光栅器件的光谱性能. 张俪耀 吴远大 安俊明 王玥 王亮亮 潘盼 张家顺 张晓光 胡雄伟关键词:阵列波导光栅 平坦化 锥形波导 有限差分光束传播法 硅光子中波分复用技术研究 被引量:11 2014年 介绍了硅光子互连中4种波分复用器及相关单片集成发射接收芯片,其中硅纳米线阵列波导光栅及刻蚀衍射光栅波分复用器单个芯片就可以成倍扩展通道数,非常适合大通道数密集波分复用,马赫-曾德尔结构及微环谐振型波分复用器芯片通道数增大时需要多个单元级联,波长准确性及间隔不易控制,比较适合通道数少的芯片应用。同时,给出了自主设计和制备的硅纳米线阵列波导光栅和刻蚀衍射光栅,通过采用阵列波导展宽方法,有效抑制了阵列波导的串扰,实现串扰小于-15 d B;通过在刻蚀衍射光栅反射面引入二维光子晶体反射镜,降低了刻蚀衍射光栅的反射损耗,损耗比普通刻蚀衍射光栅减小了3 d B。 安俊明 张家顺 王玥 王亮亮 潘盼 齐影关键词:阵列波导光栅 刻蚀衍射光栅 微环谐振器 马赫-曾德尔干涉仪 基于选区外延技术的单片集成阵列波导光栅与单载流子探测器的端对接设计 2017年 选区外延技术是实现有源与无源光器件单片集成的一种有效的工艺手段,但同时对两种器件在异质生长界面处的对接结构提出了更高的设计要求.本文通过选区外延技术实现了InP基O波段4通道阵列波导光栅与单载流子探测器的单片集成.通过光学仿真重点研究了选区外延后界面处形貌对无源波导结构与有源光探测器间光耦合效率的影响,包括伸长的光学匹配层、二次外延生长边界位置、波导刻蚀边界位置等因素.研究结果表明,在保证二次外延生长边界对准异质对接界面时,将光学匹配层伸出探测器前端10μm并与外延边界无缝对接既可以保证高效的光传输效率(或探测器量子效率),又可以避免外延界面处的异常生长对器件制备工艺的影响,保证生长工艺与器件制备工艺的兼容性.成功制备的单片集成芯片具有高达76%的探测器量子效率,证明了对接方案的有效性.同时,集成芯片的低串扰(<-22 dB)与解复用特性展示出其作为解复用光接收芯片具有巨大潜力. 叶焓 韩勤 吕倩倩 潘盼 安俊明 王玉冰 刘荣瑞 侯丽丽关键词:单片集成 阵列波导光栅 特种非对称低损耗1×5光分路器 被引量:1 2013年 设计和优化了一种新型低损耗、低偏振的基于二氧化硅的特种非对称1×5光分路器.在设计Y分支结构时,输入端采用缓变展宽波导结构和直波导过渡波导相结合的结构,此结构可以使输入光场缓慢展宽,进行分束前的准备,大大减小分支结构的辐射损耗和模式转换损耗.非对称1×5光分路器第一个端口输出功率占50%,第二至五端口输出功率占50%.利用三维光束传播法模拟和优化了特种非对称1×5光分路器,模拟结果表明,该结构具有均匀性好、器件尺寸小、低损耗和低偏振等优点,1×5光分路器在1 250~1 650nm波长范围内,第一个输出端口附加损耗小于0.07dB,均匀性小于0.023dB,偏振相关损耗小于0.009dB,第二到五端口附加损耗小于0.45dB,均匀性小于0.41dB,偏振相关损耗小于0.06dB. 王亮亮 安俊明 吴远大 王玥 张家顺 张晓光 潘盼 张俪耀 胡雄伟 赵德刚关键词:光束传播法 一种新型温度不敏感阵列波导光栅的设计 2013年 提出了一种新型结构的阵列波导光栅。在AWG的阵列波导中嵌入多种补偿介质,补偿二阶或二阶以上温度偏移。首先从理论上推导出器件的工作原理表达式;其次给出了器件结构的设计方案,阵列波导采用同心圆结构设计,使得嵌入介质与波导垂直,有效减小了散射损耗,并显著提高了芯片的集成度。最后,对器件性能进行了评估,引入的附加损耗小于1dB;理论上实现了零温度偏移。 张俪耀 吴远大 安俊明 王玥 潘盼 张晓光 王红杰 胡雄伟关键词:阵列波导光栅 温度不敏感 InP基阵列波导光栅研究 InP基无源光波导器件广泛用于大规模光子集成回路,InP基阵列波导光栅作为复用/解复用器件有重要实用意义[1].我们设计并在实验室制备了用于单片集成的13通道,、中心波长1549.32nm、信道间隔200GHZ的InP基... 潘盼 安俊明 王红杰 胡雄伟