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中国激光 2015年第7期42卷 151-155页

作者：孙静雯孙健王艳双曲禄成王希斌王菲张大明吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室吉林长春130012

设计并制作了一种基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构的低功耗聚合物热光开关。聚合物材料具有低热导率和高热光系数的优点,可以有效降低热光器件的功耗。在Si O2衬底上,采用热光系数较大的Norland紫外固化胶(NOA73)作为波导芯层,聚甲基丙... 详细信息

设计并制作了一种基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构的低功耗聚合物热光开关。聚合物材料具有低热导率和高热光系数的优点,可以有效降低热光器件的功耗。在Si O2衬底上,采用热光系数较大的Norland紫外固化胶(NOA73)作为波导芯层,聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物[P(MMA-GMA)]作为波导的上包层,设计了热光开关器件,并对光场和热场进行了模拟,采用传统的半导体工艺完成了热光开关器件的制备。器件的测试结果表明,在1550 nm工作波长下,热光开关器件的消光比为20.2 d B,驱动功率仅为9.14 m W,开关的上升时间为174μs,下降时间为292μs。

关键词：光学器件热光开关集成光学材料聚合物波导马赫-曾德尔干涉仪

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基于氟化物纳米晶的高增益聚合物光波导放大器

基于氟化物纳米晶的高增益聚合物光波导放大器

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第十二届全国塑料光纤、聚合物光子会议

作者：王菲张美玲张大明集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室吉林大学电子科学与工程学院长春130012

光放大器基于受激辐射的工作原理对光信号直接进行处理和放大,是光纤通信领域重要的研究成果,对全光网络的发展具有十分重要的促进意义。其中的掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier,EDFA)目前最为成熟并实现了商用化,在长距离... 详细信息

光放大器基于受激辐射的工作原理对光信号直接进行处理和放大,是光纤通信领域重要的研究成果,对全光网络的发展具有十分重要的促进意义。其中的掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier,EDFA)目前最为成熟并实现了商用化,在长距离光通信系统中占有重要地位。

关键词：光波导放大器聚合物纳米粒子相对增益

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基于氟化物纳米晶的高增益聚合物光波导放大器

基于氟化物纳米晶的高增益聚合物光波导放大器

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第十届全国光子学学术会议

掺铒光波导放大器(Erbium Doped Waveguide Amplifier：EDWA)通过在波导中掺入更高浓度的Er3+，利用光波导结构可实现在工作波长(1530nm)附近单位长度波导的高信号增益，而具有小型化、结构紧凑的重要优势，可以与其它光波导器件(如分... 详细信息

掺铒光波导放大器(Erbium Doped Waveguide Amplifier：EDWA)通过在波导中掺入更高浓度的Er3+，利用光波导结构可实现在工作波长(1530nm)附近单位长度波导的高信号增益，而具有小型化、结构紧凑的重要优势，可以与其它光波导器件(如分束器、光开关、波分复用器等)集成在同一芯片上，构成高效的集成光学系统，在短距离通信系统和平面光子集成中获得重要应用.EDWA的基质材料可分为无机材料和有机聚合物材料两类，铒掺杂聚合物基质用于制作平面光波导放大器可以克服无机EDWA工艺复杂、难于与硅基进行光子集成等技术问题，具有制作成本低、工艺简单、易于光子集成等优点，成为近年来的一个研究热点.

关键词：光波导放大器聚合物纳米粒子相对增益

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650nm波长低功耗聚合物可变光衰减器的研制

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光电子．激光 2015年第11期26卷 2045-2049页

作者：邢桂超孙静雯孙仕琦王希斌孙小强王菲张大明吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室吉林长春130012

为了有效改善基于无机材料的可变光衰减器(VOA)功耗大以及成本高的问题,设计并研制了一种基于有机聚合物材料的低功耗马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型VOA器件。为保证器件的单模传输,优化了波导的结构和横截面尺寸,同时对加热电极的热场分布... 详细信息

为了有效改善基于无机材料的可变光衰减器(VOA)功耗大以及成本高的问题,设计并研制了一种基于有机聚合物材料的低功耗马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型VOA器件。为保证器件的单模传输,优化了波导的结构和横截面尺寸,同时对加热电极的热场分布进行了模拟分析。最后,采用紫外光刻和湿法刻蚀等半导体工艺,制备出功耗较低、响应速度较快的VOA器件。在650nm工作波长下,测得器件的衰减为14.6dB,驱动功率仅为12.3mW,器件的上升时间为240μs,下降时间为200μs。实验结果表明,采用聚合物材料,并通过对器件的结构参数进行优化,可研制出工作在可见光波段的低功耗VOA器件。

关键词：集成光学可变光衰减器(VOA) 热光效应聚合物

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基于Polymer/SiO2材料的MZI型热光开关温度稳定性研究

基于Polymer/SiO2材料的MZI型热光开关温度稳定性研究

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第十二届全国塑料光纤、聚合物光子会议

作者：牛东海孙仕琦姜明慧杨曼许强王希斌王菲张大明集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室吉林大学电子科学与工程学院长春130012

本文设计并制备了一种基于Mach-Zehnder interferometer(MZI)结构的聚合物/二氧化硅混合波导热光开关器件.聚合物材料具有低热导系数和高热光系数的优点,可以有效地降低热光器件的功耗,而以热导率相对较大的SiO2作为波导下包层,可以有... 详细信息

本文设计并制备了一种基于Mach-Zehnder interferometer(MZI)结构的聚合物/二氧化硅混合波导热光开关器件.聚合物材料具有低热导系数和高热光系数的优点,可以有效地降低热光器件的功耗,而以热导率相对较大的SiO2作为波导下包层,可以有效缩短器件的响应时间.器件以SiO2作为下包层,SU-8作为波导芯层,PMMA作为上包层,Al作为加热电极.通过测试得到器件的插入损耗为22.9dB,消光比为15.0dB,驱动功率为6.88mW,上升和下降时间分别为200.0μs和368.0μs.同时,通过温控系统控制器件所工作的环境温度,在22.5℃～34.5℃的温度范围内测试了器件的插入损耗随温度的变化关系,并对测试结果进行了分析.

关键词：热光开关结构设计制造工艺聚合物二氧化硅温度稳定性

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基于模间干涉效应的可调谐波导型金属光栅滤波器

基于模间干涉效应的可调谐波导型金属光栅滤波器

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第十二届全国塑料光纤、聚合物光子会议

作者：姬兰婷何国冰梁红蕾孙小强张大明吉林大学电子科学与工程学院长春130012 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区长春130012 吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室长春130012

多波长滤波器可显著提升波分复用系统带宽使用效率和系统设计灵活性。本文利用芯层与包层模式之间的耦合，设计并制备了一种可调谐多波长金属波导光栅滤波器。采用紫外光刻结合湿法腐蚀工艺制备长周期金属光栅，利用单模光纤与波导端面... 详细信息

多波长滤波器可显著提升波分复用系统带宽使用效率和系统设计灵活性。本文利用芯层与包层模式之间的耦合，设计并制备了一种可调谐多波长金属波导光栅滤波器。采用紫外光刻结合湿法腐蚀工艺制备长周期金属光栅，利用单模光纤与波导端面耦合方法激发光漂白制备的SU-8 掩埋型波导中的光波模式。通过改变芯层和包层的等效折射率，实现导模与包层模式的干涉及滤波作用。调节输入光纤相对波导的位置改变光栅衍射效应，在C 波段实验观察到15 dB 的光衰减，工作波长可通过波导宽度调节。器件结构简单，波长分辨率较高。

关键词：滤波器光波导金属光栅模间干涉

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金属-介质波导垂直耦合器设计

金属-介质波导垂直耦合器设计

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第十二届全国塑料光纤、聚合物光子会议

作者：孙小强姬兰婷何国冰张大明吉林大学电子科学与工程学院长春130012 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区长春130012 吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室长春130012

表面等离激元是一种沿金属与介质表面传播的横磁波，其场分布在以分界面两侧的金属和介质中以指数形式衰减。表面等离子波能够突破衍射极限对光子的束缚，实现亚波长尺度的光子回路，在实现传统器件小型化和集成化方面具有应用潜力。

关键词：长程表面等离子体介质波导垂直耦合

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光漂白法制备波导型SPR折射率传感器研究

光漂白法制备波导型SPR折射率传感器研究

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全国第17次光纤通信暨第18届集成光学学术会议

作者：姬兰婷何国冰刘通孙小强张大明吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室

本文利用表面等离子波模场对金属薄膜表面介质折射率敏感的特性,以硅衬底上的Si O2作为下包层,以光敏聚合物SU-8经紫外光漂白得到的波导作为芯层,湿法腐蚀工艺制备20nm厚纳米金膜敏感区,选择光传输强度作检测参量,设计了基于表面等离子... 详细信息

本文利用表面等离子波模场对金属薄膜表面介质折射率敏感的特性,以硅衬底上的Si O2作为下包层,以光敏聚合物SU-8经紫外光漂白得到的波导作为芯层,湿法腐蚀工艺制备20nm厚纳米金膜敏感区,选择光传输强度作检测参量,设计了基于表面等离子共振效应的液体折射率传感器。理论计算结果表明,当芯层材料折射率为1.575,待测液体折射率在1.566～1.575范围内时,器件归一化传输功率变化可达20d B。

关键词：表面等离子体共振折射率传感器光漂白光波导

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基于BaLuF_5∶Yb^(3+),Er^(3+)纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

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吉林大学学报（信息科学版） 2015年第2期33卷 132-136页

作者：张美玲尹姣张永玲王艳双曲春阳赵丹王菲吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室长春130012 吉林大学吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室长春130012 吉林大学电子科学与工程学院长春130012

为提高聚合物光波导放大器的增益性能,利用高温法合成了Ba Lu F5∶Yb3+,Er3+纳米晶,并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明,纳米晶平均粒径为13 nm,并在1 530 nm处具有较强的发射,荧光半高宽为50 nm... 详细信息

为提高聚合物光波导放大器的增益性能,利用高温法合成了Ba Lu F5∶Yb3+,Er3+纳米晶,并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明,纳米晶平均粒径为13 nm,并在1 530 nm处具有较强的发射,荧光半高宽为50 nm。将合成的纳米晶掺杂入SU-8聚合物作为光波导放大器的芯层材料,使用光刻显影等工艺,在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器。当980 nm波长泵浦光功率为280 m W、信号光波长为1 530 nm且功率为0.1 m W时,在长度为1.1 cm的光波导放大器中,获得了3.95 d B的相对增益。

关键词：光波导放大器 BaLuF5:Yb3+,E3+纳米晶聚合物增益特性

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聚合物多功能集成可重构光分插复用波导芯片

聚合物多功能集成可重构光分插复用波导芯片

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第十一届全国塑料光纤·聚合物光子学学术会议

作者：陈长鸣郑洋王继厚王希斌孙小强衣云骥王菲张大明集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130012

采用聚合物光波导技术研制了一种单芯片集成马赫-曾德干涉(MZI)型热光波导开关阵列、阵列波导延迟线和阵列波导光栅(AWG)波长选择开关等关键光通信功能器件的可重构光分插复用(ROADM)模块.分别选用自行合成的含氟光敏聚合物为波导芯层材... 详细信息

采用聚合物光波导技术研制了一种单芯片集成马赫-曾德干涉(MZI)型热光波导开关阵列、阵列波导延迟线和阵列波导光栅(AWG)波长选择开关等关键光通信功能器件的可重构光分插复用(ROADM)模块.分别选用自行合成的含氟光敏聚合物为波导芯层材料,有机-无机复合材料为包层材料.得到在横磁模(TM)偏振模式下,芯片传输损耗约为6dB,串扰水平为-***波长信道间隔0.8nm,选择开关驱动功率是6.5mW/信道.分立热光开关的最大功耗小于10mW.施加1.9V偏压得到光开关的消光比为15.5dB.延迟时间的基本增量在20ps到140ps之间.所研制的ROADM模块具有灵活性和兼容性,在未来的光通信及密集波分复用(DWDM)网络中将起到重要作用.

关键词：波导芯片结构设计制备工艺性能表征

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