本文介绍了一种具有集成多模干涉耦合器的新锥形半导体激光器。新激光器的种子来源是多模干扰耦合器半导体激光器,它克服了脊方波导区域中单模式输出与增益中等体积之间关系所带来的局限性。The simulation results show that the multi-mode interference coupler can effectively provide a spatial single- mode seed light source for the tapered output waveguide, and the tapered output waveguide of the tapered semiconductor laser can also effectively reduce the optical power density of the output laser, which verifies the feasibility of the design scheme and provides a new idea for the design of high beam quality and high power tapered半导体激光器。
摘要:柔性集成光子学是一项快速兴起的技术,在柔性光互连、共形多路复用传感、健康监测和生物技术领域有着广泛的应用前景。开发机械柔性集成光子学的一大挑战是集成光子电路中性能优越的功能组件。在这项工作中,基于多中性轴机械设计和单片集成技术,设计和制造了这种电路的几个基本柔性无源器件。波导的传播损耗计算为 4.2 dB/cm。此外,我们展示了用于 1.55 µ m 的微环谐振器、波导交叉、多模干涉仪 (MMI) 和马赫-曾德尔干涉仪 (MZI),它们都表现出优异的光学和机械性能。这些结果代表着向进一步探索完整的柔性光子集成电路迈出了重要一步。
摘要:柔性集成光子学是一项快速兴起的技术,在柔性光互连、共形多路复用传感、健康监测和生物技术领域有着广泛的应用前景。开发机械柔性集成光子学的一大挑战是集成光子电路中性能优越的功能组件。在这项工作中,基于多中性轴机械设计和单片集成技术,设计和制造了这种电路的几个基本柔性无源器件。波导的传播损耗计算为 4.2 dB/cm。此外,我们展示了用于 1.55 µ m 的微环谐振器、波导交叉、多模干涉仪 (MMI) 和马赫-曾德尔干涉仪 (MZI),它们都表现出优异的光学和机械性能。这些结果代表着向进一步探索完整的柔性光子集成电路迈出了重要一步。
我们在实验上证明了一个多模干涉仪,其中包含一个被困在谐波电势中的39 K原子的玻色子凝结物,在该原子间相互作用中可以取消利用Feshbach的共振。kapitza-dirac从光学晶格中的衍射将BEC一致地分配在多个动量成分中,同样间隔,形成了不同的干涉路径,而轨迹被捕获的har-nonig势封闭。我们研究了两种不同的干涉方案,其中重组脉冲是在确定电位的全部或一半振荡后应用的。我们发现,干涉仪输出处动量成分的相对幅度通过诱导的谐波电位相对于光学晶格的诱导位移对外力敏感。我们展示了如何校准干涉仪,充分表征其输出并讨论透视改进。
摘要 — 多波段相干通信被视为一种有希望的候选技术,可满足日益增长的更高数据速率和容量需求。同时,相干通信有望在不久的将来进入数据中心领域。随着数据和电信领域的相干数据链路跨越多个光波段,相干收发器设计和流量工程的新方法将成为必需。在本文中,我们提出了一种用于 O 波段和 C 波段的单片集成硅光子相干接收器。该接收器采用 2×2 多模干涉耦合器网络,作为针对 1430 nm(E 波段)优化的 90 ◦ 混合。总功耗为 460 mW,占地面积约为 6 mm 2,光电带宽为 33 GHz。 64 GBd 操作在 O 波段和 C 波段上得到演示,这与 C 波段最先进的硅光子相干接收机相比具有竞争力,并且是 O 波段相干通信迄今为止的最高符号率。
色心是晶体中的点缺陷,可为分布式量子信息处理应用提供通向长寿命自旋态的光学接口。色心量子技术面临的一个突出挑战是将光学相干发射器集成到可扩展的薄膜光子学中,这是在商业代工工艺内进行色心大规模光子学集成的先决条件。本文,我们报告了将近变换限制的硅空位 (V Si ) 缺陷集成到在 CMOS 兼容的 4 H -绝缘体上碳化硅平台中制造的微盘谐振器中。我们展示了高达 0.8 的单发射器协同性以及来自耦合到同一腔模的一对色心的光学超辐射。我们研究了多模干涉对该多发射器腔量子电动力学系统的光子散射动力学的影响。这些结果对于碳化硅量子网络的发展至关重要,并通过将光学相干自旋缺陷与晶圆可扩展的、最先进的光子学相结合,弥合了经典量子光子学之间的差距。
量子密钥分发 (QKD) 和超密集隐形传态等量子通信方案为安全地传递信息提供了独特的机会。光通信正日益扩展到自由空间信道,但自由空间信道中的大气湍流需要光接收器和测量基础设施来支持多种空间模式。本文,我们介绍了一种多模迈克尔逊型延时干涉仪,该干涉仪采用场展宽设计,用于测量自由空间通信方案中的相位编码状态。干涉仪采用玻璃光束路径构造,以提供热稳定性、场展宽角度公差和紧凑的占地面积。干涉仪的性能突出,单模和多模输入的测量可见度分别为 99.02 ± 0.05% 和 98.38 ± 0.01%。此外,还展示了针对任意空间模式结构和 ± 1.0 ◦ C 温度变化的高质量多模干涉。干涉仪测得的光路长度漂移接近室温,为 130 nm / ◦ C。借助此装置,我们展示了用于时间相位 QKD 的双峰多模单光子状态的测量,可见度为 97.37 ± 0.01%。
图 1. 晶圆级基于 LN 的 MWP 信号处理引擎及其构建模块。a 基于 LN 的 MWP 处理引擎示意图,由将模拟电子信号忠实地转换为光域的高速 EO 调制部分和低损耗多用途光子处理部分组成。b 使用紫外步进光刻系统对 4 英寸晶圆级 LN 光子集成电路进行图案化拍摄。c 我们高速 MWP 系统基本构建模块的显微镜图像和关键性能指标,包括固有品质因数 ~ 6 × 10 6 的微谐振器、用于信号编码的低驱动电压和宽带强度和相位调制器、作为积分器的分插环谐振器、作为微分器的非平衡 MZI,以及作为二阶积分器和微分器的级联环和 MZI。 d 设备的假彩色扫描电子显微照片(SEM),分别显示波导的侧壁、微谐振器的耦合区域、波导和多模干涉(MMI)耦合器的横截面图。
敏感传感器、全光开关和可重构分插滤波器[5-7]。前期工作中,利用微环谐振器(MRR)的对称谐振特性,已经制作出许多带宽可调的器件[8-12]。例如,一种是基于单个微环谐振器的滤波器,其谐振器的耦合系数由微机电系统调整。然而,要实现 MEMS 可调谐性,需要施加近 40 V 的高驱动电压 [5]。另一种也是基于单个微环谐振器的滤波器 [13]。其谐振器的耦合系数由热光移相器调整。这种滤波器的缺点是带宽变化范围有限,带外抑制性能较差。还有一种结合了 MZI 和环形谐振器的滤波器,环形谐振器嵌入 MZI 臂中,其带宽调谐受到带内纹波和插入损耗的限制 [14]。在本文中,我们展示了一种基于环形谐振器和具有 Fano 谐振的 MZI 的带宽可调光学滤波器。它由两个单个 MRR 和一个由两个 1 9 2 多模干涉 (MMI) 构成的 MZI 结构组成。两个单个 MRR 的耦合系数均由热光移相器调谐。在这种新设计中,由两个 TiN 加热器控制的两个 MRR 可用于产生额外的相位以打破正常 MRR 的对称洛伦兹形状。通过两个不对称洛伦兹形状的叠加可以观察到 Fano 谐振,并且 3 dB 通带明显增宽。利用硅的热光(TO)特性,带宽范围从0.46到3.09nm,比以前的器件更宽。输出端口的消光比大于25dB,自由光谱范围(FSR)为9.2nm,适合光电集成电路中的传输。众所周知,通过端口3dB,带宽是一个重要的
近年来,超连续光源和各种新型光纤或波导的超高灵敏度得到了广泛的研究,结合光纤低损耗传输、抗电磁干扰等独特性能,发展了各种光子调制和集成的全光传感器件,为平面波导与光纤波导的集成提供了可能的技术途径( Kosiel et al.,2018 )。得益于新型智能材料、纳米加工技术和光谱分析技术的发展,人们开发了许多智能、高性能的光波导器件或光纤传感器,其中,智能聚合物、金属、金属氧化物和半导体材料已被用于制作光纤传感器或作为敏感材料,有效提高了灵敏度和选择性能( Yuan et al.,2019 )。这一改进是通过修改不同的光纤结构实现的,例如微光纤、纳米光纤、光纤尖端微/纳米结构、多模干涉光纤结构和直列光纤结构。微/纳米尺度的光纤传感器已经与微流控器件和平面光子结构集成以开发全光学芯片,从而实现传感信号的高速采集、传输和处理。由于光纤传感器被封装在柔性材料中,它们将成为可穿戴或植入式设备的有希望的候选者。将微/纳米纤维的优异性能(超高倏逝场)与这些传感器中使用的新型纳米材料(高比表面积和催化活性)相结合,开发出许多性能优异的集成光学传感器。在本研究主题中,报道了基于新型智能材料的光纤传感器的结构设计、器件制备和传感性能优化的模型模拟和实验研究的最新研究工作。光学微纳光纤和微纳结构的灵活设计与精确控制是发展先进光子器件和新型传感器的重要支撑,也被称作“光纤实验室”( Zhou et al., 2019 )。廖博士等在题为“双光子聚合诱导的光纤集成功能微纳结构”的论文中回顾和讨论了近10年来双光子聚合诱导的光纤集成微纳结构领域的研究进展。利用激光微加工、聚焦离子束铣削和纳米压印技术,在光纤端面制作出超小型、微型微光学元件、光波导器件和光学微腔,分辨率小于100纳米。将“双光子聚合”技术与新的加工方法或材料相结合,新的功能结构一直致力于开发新型纳米光子学设备,例如光纤实验室。