一种基于相变材料的硅基三维波导模式光开关

    公开(公告)号:CN114995010A

    公开(公告)日:2022-09-02

    申请号:CN202210843138.2

    申请日:2022-07-18

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于相变材料的硅基三维波导模式光开关,属于集成光电子学技术领域。该模式光开关由衬底、包层和芯层构成,芯层被包覆在包导之中;芯层分为下层芯层和上层芯层二部分,下层芯层为Core1单直波导结构,上层芯层为输入端和输出端带有S型弯曲的Core2和Core3双直波导结构,Core2和Core3位于同一平面内;Core2和Core3直波导部分的材料为硅及位于硅之上的相变材料GSST。通过设置不同的波导结构尺寸,可以分别实现TE0与TE21,TE0与TE12两对模式之间的复用/解复用。通过改变相变材料的晶相,可以实现模式光开关功能,本发明有着更加宽广的应用范围,并且器件尺寸更小,更利于集成化。

    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:CN114153028A

    公开(公告)日:2022-03-08

    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Y分支结构的模式不敏感的光功率分配器及其制备方法

    公开(公告)号:CN114153026A

    公开(公告)日:2022-03-08

    申请号:CN202210079810.5

    申请日:2022-01-24

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于Y分支结构的模式不敏感的光功率分配器及其制备方法,属于平面光波导光功率分配器及其制备技术领域。整个器件基于Y分支结构,从左到右依次由输入直波导,输入锥形波导,两个相同结构弯曲波导组成的3‑dB Y分支分束器,第一输出直波导和第二输出直波导构成一分二的光功率分配器,进行级联后可以得到一分四的光功率分配器。本发明采用硅片作为衬底,以有机聚合物材料作为光波导的上、下包层,以另一种聚合物作为光波导结构的芯层(芯层材料的折射率大于包层材料的折射率),利用了有机聚合物材料加工性强、种类繁多的优势。同时,本发明采用的制备工艺简单且与半导体工艺兼容、易于集成、能够大规模生产,具有重要的实际应用价值。

    一种可调谐型模式转换器及其制备方法

    公开(公告)号:CN113625393A

    公开(公告)日:2021-11-09

    申请号:CN202110916096.6

    申请日:2021-08-11

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种可调谐型模式转换器及其制方法,属于平面光波导器件技术领域。基于MZI光波导结构,沿光的传播方向由输入少模直波导、3‑dBY分支分束器、第一输入直波导、第二输入直波导、第一3‑dBY分支分束器、第二3‑dBY分支分束器、四条调制臂、第一3‑dBY分支耦合器、第二3‑dBY分支耦合器、第一输出直波导、第二输出直波导、3‑dBY分支耦合器、输出少模直波导以及四条平行的加热电极构成;从下至上,为硅片衬底、二氧化硅下包层、条形结构的光波导芯层、聚合物上包层34结构;加热电极位于调制臂的正上方,芯层材料的折射率高于上包层材料。本发明通过对MZI结构的调制臂进行调制实现对四个光学模式进行相互转换的目的。

    石墨烯薄膜置于脊型光波导芯层结构中的偏振器及其制备方法

    公开(公告)号:CN112904471A

    公开(公告)日:2021-06-04

    申请号:CN202110147202.9

    申请日:2019-11-15

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种单层石墨烯薄膜置于脊型光波导芯层结构中的石墨烯/聚合物混合波导结构的偏振器,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,将单层石墨烯薄膜置于脊型光波导芯层结构之中,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MMI结构的模式不敏感的3×6光功率分配器及其制备方法

    公开(公告)号:CN119717132A

    公开(公告)日:2025-03-28

    申请号:CN202510043653.6

    申请日:2025-01-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种基于MMI结构的模式不敏感的3×6光功率分配器及其制备方法,属于光功率分配器及其制备技术领域。从下至上依次由硅片衬底、聚合物下包层、聚合物光波导芯层、聚合物上包层组成,聚合物光波导芯层被完全包覆在聚合物上包层之中,聚合物光波导芯层的折射率大于聚合物上、包层的折射率;聚合物光波导芯层基于四个级联的MMI光波导结构,从三个输入端口输入的两种模式光功率均能够在六个输出端口实现功率等分,实现了模式不敏感的功能,可同时对基模和高阶模式进行功率分配;打破传统只能输入一个端口的功率分配器,3个输入端口再次实现了通信容量的增加。器件可以应用于模分复用系统当中,可以实现实际应用,进行大规模批量生产。

    一种多端口输入、多端口输出的基于MMI结构的聚合物波导光功率分配器及其制备方法

    公开(公告)号:CN119596457A

    公开(公告)日:2025-03-11

    申请号:CN202510043797.1

    申请日:2025-01-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种多端口输入、多端口输出的基于MMI结构的聚合物波导光功率分配器及其制备方法,属于平面光波导器件及其制备技术领域。从下至上由硅片衬底、聚合物下包层、聚合物光波导芯层和聚合物上包层组成,聚合物光波导芯层和聚合物上包层共同位于聚合物下包层之上,聚合物光波导芯层被完全包覆在聚合物上包层之中,聚合物光波导芯层材料的折射率高于聚合物上、下包层的折射率;整个聚合物光波导芯层基于MMI光波导结构。本发明的波导型功率分配器结合了MMI光波导结构工艺容差大、尺寸小的特点,利用有机聚合物材料种类繁多的优势,实现了多个不同端口输入进行相同功率分配的目的,能够大规模批量生产,是能够应用到实际当中的功率分配器。

    一种可调谐的双模六端口光功率分配器及其制备方法

    公开(公告)号:CN118759637A

    公开(公告)日:2024-10-11

    申请号:CN202410941209.1

    申请日:2024-07-15

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种可调谐的双模六端口光功率分配器及其制备方法,属于平面光波导器件技术领域。从下至上依次由硅片衬底,在硅片衬底上制备的聚合物下包层,在聚合物下包层上制备的条形结构的聚合物光波导芯层,在聚合物下包层和聚合物光波导芯层上制备的聚合物上包层组成;聚合物光波导芯层材料的折射率高于聚合物上、下包层材料的折射率,聚合物光波导芯层是基于MZI和MMI光波导结构。本发明实现了可调谐且同时对两个光学模式从不同输出端口进行功率分配的目的;另外,采用聚合物材料制备器件的工艺相对简单,只需旋涂、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、能够大规模批量生产,是能够应用到实际当中的模式功率分配器。

    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:CN115079448B

    公开(公告)日:2024-08-30

    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。

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