一种基于石墨烯/聚合物混合波导结构的偏振器及其制备方法

    公开(公告)号:CN110780374A

    公开(公告)日:2020-02-11

    申请号:CN201911116528.4

    申请日:2019-11-15

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于石墨烯/聚合物混合波导结构的偏振器及其制备方法,属于聚合物平面光波导器件及其制备技术领域。本发明采用硅片作为衬底,以有机聚合物材料分别作为光波导的包层和芯层材料,利用有机聚合物材料加工工艺简单、灵活等优势,将石墨烯薄膜掩埋在聚合物光波导的内部,充分提高波导中的光场与石墨烯薄膜的相互作用,进而根据石墨烯材料对不同偏振光的吸收特性将其中一种偏振光过滤掉。同时,本发明提出的制备方法比较简单,只需要一些常用的半导体设备和常规制作工艺,不需要复杂昂贵的工艺设备和高难的制备技术,并且与传统的半导体工艺相兼容,易于集成、适于大规模生产,因而具有重要的应用前景。

    一种基于非对称MZI光波导的温度传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN109883567A

    公开(公告)日:2019-06-14

    申请号:CN201910263765.7

    申请日:2019-04-02

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于非对称MZI光波导的温度传感器及其制备方法,属于平面光波导传感器及其制备技术领域。整个器件基于MZI光波导结构,从左到右,依次由输入直波导,3-dB Y分支分束器,两条平行的参考臂和传感臂,3-dB Y分支耦合器组成;从上至上,依次由硅片衬底、在硅片衬底上制备的具有凹槽结构的聚合物下包层、在聚合物下包层上制备的具有倒脊型波导结构的光波导芯层、在光波导芯层上制备的聚合物上包层组成;本发明的波导型温度传感器结合了MZI光波导的干涉效应强和有机聚合物材料热光系数大的优势,通过将传统MZI波导温度传感器的传感臂和参考臂的光波导芯层采用热光系数不同的两种有机聚合物材料,达到了对实际外界环境温度检测的目的。

    一种基于MZI结构的双模波导热光开关及其制备方法

    公开(公告)号:CN114153028B

    公开(公告)日:2024-04-26

    申请号:CN202210079813.9

    申请日:2022-01-24

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于MZI结构的双模波导热光开关及其制备方法,属于平面光波导器件技术领域。整个器件基于MZI光波导结构,从左到右依次由平行输入直波导、S弯曲波导、平行耦合臂波导、S弯曲波导、平行直波导、锥形波导、宽度大于输入直波导的平行相移器直波导、两个锥形波导、平行直波导、S弯曲波导、平行耦合臂波导、S弯曲波导、平行输出直波导、在平行相移器直波导正上方的金属电极构成。本发明采用硅片作为衬底,以有机聚合物材料分别作为波导的芯层和包层,充分利用了有机聚合物材料种类多样、加工性强和热光系数大的优势。同时,本发明所采用的制备工艺简单且与半导体工艺兼容、易于集成、适于大规模生产,因而具有重要的实际应用价值。

    一种基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器

    公开(公告)号:CN115291321B

    公开(公告)日:2024-04-09

    申请号:CN202211044876.7

    申请日:2022-08-30

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种用于模分复用系统的基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器,属于聚合物集成光学技术领域。依次由硅衬底、聚合物下包层、聚合物波导芯层、聚合物上包层和加热电极组成,聚合物波导芯层和聚合物上包层制备在聚合物下包层之上,聚合物波导芯层包埋在聚合物上包层和聚合物下包层之中;聚合物波导芯层基于两级MZI结构光波导,在加热电极上施加调制电压后,加热电极下方区域的聚合物波导芯层有效折射率减小,其中传输的光信号的相位也随之改变,因此在输出端的耦合发生变化,由于一级输出弯曲波导只支持LP01和LP11b模式,因此由于相位改变耦合产生的LP11a和LP21模式被滤除,从而实现输出光信号的功率的衰减。

    一种降低相邻通道间串扰的AWG与VOA阵列混合集成芯片

    公开(公告)号:CN117471609A

    公开(公告)日:2024-01-30

    申请号:CN202311431910.0

    申请日:2023-10-31

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种降低相邻通道间串扰的AWG与VOA阵列混合集成芯片,属于集成光波导器件技术领域。聚合物基VOA阵列由8个聚合物基VOA单元器件等间距排布构成,氮化硅基AWG和聚合物基VOA单元器件由硅片衬底、二氧化硅下包层、光波导芯层和聚合物上包层组成,光波导芯层分为AWG氮化硅光波导芯层和VOA单元器件光波导芯层两部分;在聚合物基VOA单元器件之间引入氧化石墨烯层来抑制相邻通道间的光学和热学串扰,从而更好地实现光功率均衡作用。本发明采用聚合物材料使得器件的制备工艺比较简单,只需要旋涂、光刻等常规工艺,不需要难度较高的工艺,而且生产成本低、效率高、易于大规模批量生产,能够应用到实际当中的可调光衰减器阵列。

    一种双模式滤模器及其制备方法

    公开(公告)号:CN115308835A

    公开(公告)日:2022-11-08

    申请号:CN202210953876.2

    申请日:2022-08-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种双模式滤模器及其制备方法,属于平面光波导器件及其制备技术领域。本发明的目的是提供两种结构简单的、分别可以滤除E11模式和E12模式或E11模式和E21模式的双模式滤模器。由硅片衬底、聚合物波导包层、聚合物直波导芯层、金属直波导芯层组成,金属直波导芯层被包覆在聚合物直波导芯层之中,聚合物直波导芯层被包覆在聚合物波导包层之中;聚合物波导包层位于硅片衬底之上,金属直波导芯层位于聚合物直波导芯层内底面或左(右)内侧面的中间位置。本发明利用金属的吸收特性实现了器件对特定模式的衰减,并具有对光的偏振不敏感的功能,器件采用的直波导结构,结构简单,生产成本低、效率高,可实际应用的平面光波导滤模器。

    一种基于有机/无机混合集成双芯波导结构的热光开关及其制备方法

    公开(公告)号:CN115079448A

    公开(公告)日:2022-09-20

    申请号:CN202210844236.8

    申请日:2022-07-18

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于有机/无机混合集成双芯波导结构的热光开关及其制备方法,属于平面光波导器件及其制备技术领域。本发明以硅片作为衬底,二氧化硅作为下包层材料,有机/无机混合集成双芯波导结构作为波导芯层,采用与芯层聚合物不同的聚合物作为上包层材料。本发明利用有机聚合物材料有着品类繁多、成本低廉、制备工艺简单,且具有无机材料所无法比拟的高热光系数(~10‑4/K)的优势,将氮化硅波导和聚合物波导进行混合集成,不仅可以解决氮化硅热光开关功耗高、调制效率低的问题,而且采用氮化硅材料也可以减小聚合物波导光开关器件的尺寸,提高器件的集成度,对于热光开关阵列的设计和制备有着重要的实际意义。

    一种多层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器

    公开(公告)号:CN113406743A

    公开(公告)日:2021-09-17

    申请号:CN202110658968.3

    申请日:2021-06-15

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种多层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器,属于光子集成技术领域。电光调制下,由衬底层、包覆层、第三层波导芯层、第二层波导芯层、第一层波导芯层、金属电极及其连接线、填充金属的介质孔、N型掺杂区和P型掺杂区组成;热光调制下,由衬底层、包覆层、第三层波导芯层、第二层波导芯层、第一层波导芯层、金属电极及其连接线组成。通过采用弯曲波导连接的方式使得第一层波导芯层、第二层波导芯层和第三层波导芯层间设置有信号交互单元,在信号交互单元存在层间定向耦合效果。在电光调制或热光调制时,层间耦合系数最低,使得入射光保持传播路径不变,沿入射端所在层的波导进行传输,从而实现三层堆栈光子集成芯片的可重构信号交互功能。

    一种基于梯形石墨烯的偏振不敏感的有机聚合物吸收型光调制器

    公开(公告)号:CN110687695A

    公开(公告)日:2020-01-14

    申请号:CN201911145522.X

    申请日:2019-11-21

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于梯形石墨烯的偏振不敏感的有机聚合物吸收型光调制器,属于电光调制器技术领域。本发明通过将石墨烯放置于梯形波导芯层的表面、掩埋于聚合物光波导的内部,不仅可以提高石墨烯与光场的相互作用,而且还实现了对偏振方向不敏感的目的。本发明将石墨烯材料用于有机聚合物调制器可以制备出低成本、小尺寸、低能耗的新型偏振不敏感光调制器,在光纤通信系统和片上光互联技术应用中具有非常重大的意义。这种调制器结构,不仅为有机聚合物光波导集成芯片的研发提供一个新思路和新方法,同时也将为有机聚合物平面光波导集成芯片的快速发展打下良好的基础,市场前景广阔。

    一种基于掩埋型石墨烯电极的有机聚合物光波导吸收型光调制器

    公开(公告)号:CN110147000A

    公开(公告)日:2019-08-20

    申请号:CN201910606123.2

    申请日:2019-07-05

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于掩埋型石墨烯电极的有机聚合物光波导吸收型光调制器,属于基于石墨烯的平面光波导吸收型光调制器技术领域。由衬底层、有机聚合物波导下包层、第一有机聚合物波导芯层、第一石墨烯层、电介质绝缘层、第二石墨烯层、第二有机聚合物波导芯层、有机聚合物波导上包层、左电极和右电极组成。本发明采用有机聚合物材料进行波导结构的设计,并将石墨烯层转移到波导芯层的中间,使石墨烯能够与光的相互作用增强,以实现更快速的载流子迁移速率,提高光调制器的工作速率,可以在使用无电光效应的有机聚合物材料时,通过偏执电压对石墨烯化学势的调控,也能实现电光调制器的功能,从而达到降低器件成本的目的。

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