内容概要： 光波导；耦合；激光器；调制器；光放大；集成光探测器；量子阱器件；微光机电器件；纳米光子学；聚合物和光纤集成光学 适用人群：任何人 软件：XMind

为了使折射率传感器具有高品质因子和高灵敏度,提出一种基于槽型光波导的一维光子晶体微环谐振器。该结构中两种不同状态的光模式在不同的光路上相互干涉而产生Fano共振,这种非对称线型的结构能够获得更高的消光比和品质因子,在折射率传感方面也有更好的灵敏度。采用时域有限差分法对结构进行分析和模拟仿真。仿真结果表明,所提结构的品质因子达到30950,比传统微环谐振器提高4倍以上;消光比为29.08 dB,比传统微环谐振器高出16.89 dB。在折射率传感特性的分析中,所提结构的灵敏度达到344 nm/RIU,比传统微环谐振器提高3倍;灵敏度检测下限为1.4×10 -4 RIU。

基于两点转换和光波耦合控制相移的思想提出的U型波导耦合单微环的谐振滤波器结构。利用传输矩阵法推导了此结构的数学模型，采用Matlab模拟了输出端口谱线形状。当​​微环与U型波导的两个替换点之间的距离为微环周长的整数倍时，此新型微环谐振滤波器比传统的双直耦合耦合单微环滤波器的自由光谱范围增加1倍。针对该结构参数，同时讨论了转换系数对输出谱线的影响，转换为转换系数为0.018时，输出谱线具有最佳的消光比，同时保持窄的带宽和高的品质因数。

随着激光技术的不断发展，高Q 值光学微腔受到广泛关注，其应用领域不仅局限于传统光学，在量子信息和集成量子芯片方面更是有广阔的应用前景。简要分析了两种不同类型光学微腔（回音壁模式光学微腔和光子晶体缺陷腔）的原理、发展历程以及相对于传统光学谐振腔的优势。同时数值模拟出了不同结构光学微腔的模式分布。基于其特殊优势，介绍回音壁模式光学微腔在激光技术、生物探测以及量子物理领域的重要应用，并且预测光子晶体微腔将在集成光学、微电子技术等领域具有巨大的发展前景。

采用两个对称相位发生器(PGC)同时取代两个传统3 dB耦合器，设计了一种新型宽光谱马赫曾德尔干涉仪(MZI)电光开关。利用给出的多元非线性最小均方优化算法，对PGC结构参数做了优化，补偿了由波长漂移造成的MZI电光区的模式相移漂移。在1550 nm中心波长下，所设计器件的电光区长度为5 mm，on和off状态下的驱动电压分别为0和±0.925 V。优化后器件的输出光谱可达250 nm (1430~1680 nm)，且在此光谱范围内，on状态的插入损耗小于5.91 dB，on和off状态间的消光比大于30 dB。在同等消光比水平要求下，该输出光谱范围约为传统MZI电光开关光谱范围(约为50 nm)的5倍，并近似为已报道的基于单个PGC非对称MZI电光开关光谱范围(约为85 nm)的3倍。所给出的宽光谱器件在光波分复用系统中任意波长信道的切换与路由方面具有较好的应用价值。

用于光纤通信的集成光学器件概览 作者：郦炬烽、袁一方、虞洋、陶伟、侯建伟 集成光学发展初期，田炳耕曾对集成光学作了三条定义：（1）光波导能限制光束在其中传播。（2）利用光波导可制成各种光波导器件；（3）将光波导和光波导器件集成起来可构成有特定功能的集成光路。 集成光学在一开始就将光纤通信作为其主要应用目标之一。集成光学器件伴随着光纤通信的兴起和发展已经走过了几十年。集成光学器件不仅成为光纤网络的重要组成部分，而且也促使光纤通信容量爆炸性增长、光纤通信技术和产业的迅猛发展，加上集成光学器件技术的进一步发展和成熟还将掀起光纤通信技术及其相关产业发展的新高潮。 发展历程 集成光学基于薄膜能够传

根据N×N多模干涉耦合器的基本原理,确定了多模干涉耦合器的结构参数。通过分析多模干涉耦合器的输入光场与其映像间的相位关系,提出了模传输矩阵的分析方法,并用此方法分析了N×N普通干涉多模干涉耦合器、N×N相移器以及N×N普通干涉多模干涉马赫-曾德尔光开关,得到了它们的模场传输方程,分析了光开关在光场从任一输入端输入,从任一输出端输出时开关的驱动条件。用上面的方法分析了4×4光开关的结构及驱动条件。

介绍环形谐振腔光波导器件,包括波导材料和制作工艺,分析它在光通信和光传感领域中的应用,表明环形波导谐振腔是一种非常有应用价值的光波导器件。

采用二维时域有限差分法(FDTD)，分析了基于金属―绝缘体―金属（MIM）型表面等离子体光波导的1×4 型Y 形分束器的反射率、传输率以及能量分束比随几何结构参数的变化关系。数值计算表明，在600nm~1500nm 波长范围内，波导宽度对这种1×4 型Y 形分束器传输特性的影响较为明显，第一级Y 形结构和第二级Y 形结构输出分支的偏移量对这种1×4 型Y 形分束器传输特性的影响比较微弱。其中，第二级Y 形结构的偏移量对其传输特性的影响比第一级Y 形结构的偏移量的影响小。弯曲分叉部分的长度和连接波导长度对这种1×4 型Y 形分束器传输特性的影响比较微弱。本文的工作将对基于MIM 型表面等离子体光波导的1×4 型Y 形分束器的设计、制作和应用提供理论参考。基于MIM 型表面等离子体光波导的1×4 型Y 形分束器的传输特性研究.

利用传输矩阵法研究了高斯光束被二维光子晶体反射时所出现的古斯汉森(GH)位移。在反射带内,对于完整的光子晶体,反射时出现的古斯汉森位移很小;当适当地改变表层空气柱的半径时,可以在反射带内获得数十倍于晶格常数的负古斯汉森位移。对这种性质的研究将有助于提高光子晶体和其他微、纳米光学器件互连时的耦合效率。