翟羽萌,王瑾,许吉,万洪丹,陆云清.基于聚合物多模干涉器的大容差相干光混频器[J].光电子激光,2015,26(2):233~238
基于聚合物多模干涉器的大容差相干光混频器
Large-tolerance coherent optical hybrid devices based on polymeric multi-mode interferometer
投稿时间:2014-09-07  
DOI:
中文关键词:  相干光接收系统  光混频器  多模干涉器(MMI)  聚合物波导
英文关键词:coherent optical receiver  optical hybrid device  multimode interferometer (MMI)  polymer waveguide
基金项目:江苏省自然科学基金项(BK20131383)资助项目 (南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210003)
作者单位
翟羽萌 南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210003 
王瑾 南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210003 
许吉 南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210003 
万洪丹 南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210003 
陆云清 南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210003 
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中文摘要:
      根据多模干涉器(MMI,multimode interferome ter)的自映像效应,设计了基于2×4MMI 的聚合物相干光混频器,优化光混频器结构参数;采用模式转换设计解 决多模波导的 自映像与单模波导模式失配的问题,从而进一步提高其性能。仿真结果表明,优化后的光混 频器其传输损耗 小于6.3dB,传输不均衡性小于1dB,相位误差小于1°,并且MMI长 度与宽度的设计容差分别达到40μm 和0.5μm。根据设计制备了聚合物光混频器,通过实验表征了此光 混频器的传输性能。在C波段下的测量 结果表明,其传输损耗小于10dB,不均衡性在0.5~1. 5dB之间,相位误差小于10°, 而达到这些性能的MMI长度与宽度的器件容差分别为25μm和0.5μm,均大于制备过程中0.1μm的工艺容差。测 量结果与理论模拟结果基本吻合。本文的聚合物光混频器成本低、容差高,对实现高集成度 相干接收机具有实际意义。
英文摘要:
      In this work,a coherent optical hybrid device based on polymeric 2×4multi-mo de interferometer (MMI) is investigated and designed according to the self-imaging effect.The structur e parameters of MMI are optimized and the performance-tolerance of MMI is analyzed.Furthermore,to imp rove the transmission performance,a mode converter design is applied to mitigate the mode mismatch be tween the self-imaging of the multi-mode waveguide and the single-mode waveguide.The s imulation results show a transmission loss below 6.3dB,a transmission imbalance below 1dB,and a phas e error less than 1°, while the design tolerances in MMI length and width are 40μm and 0.5μm,respe ctively.Then,polymeric optical hybrids devices are fabricated and their transmission properties are cha racteriz ed.The experiment results in C-band show a transmission loss below 10dB,a transmission imbalance between 0.5dB and 1.5dB, and a phase error less than 10°.The device tolerances in MMI length and w idth are 25μm and 0.5μm,respectively,and both are better than the fabrication tolerances (0.1μ m).The experiment and simulation results match with each other,and substantially meet the practical req uirements of the device.This polymeric optical hybrid has low cost and l arge device tolerance,and is promising to realize highly integrated coherent receiver.
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