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高斯光束入射多模光纤时对准误差对耦合效率与光束质量的影响研究
摘要: 本文研究了高斯光束耦合进入大芯径多模光纤时,对准误差对耦合效率及光束质量的影响。分别推导了评估对准误差对耦合效率影响的计算公式,并通过仿真方法进行验证,所得计算与仿真结果高度吻合。采用相同方法分析了对准误差对光束功率分布的影响,结果表明横向误差会较大程度改变部分光路,相比纵向误差和角度误差,对高斯光束功率分布的影响更为显著。
关键词: 多模光纤、耦合效率、光束质量、对准误差
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过垂直与横向锥形漏斗结构将绝缘体上硅波导耦合至金属-电介质-金属等离激元波导
摘要: 设计高效紧凑的耦合器对于等离激元器件与传统绝缘体上硅器件的混合集成至关重要。锥形漏斗结构通常用于将光从硅条形波导耦合至金属-介质-金属等离激元波导。本文研究了金属漏斗及垂直/横向渐变硅波导不同参数对所设计耦合器性能的影响。数值模拟表明,该优化耦合器在C波段的平均耦合效率达87%。所设计的1.18微米长耦合器相较既往方案具有更短长度,其理论耦合效率在整个O、E、S、C、L和U光通信波段均高于85%。
关键词: 绝缘体上硅、等离子体激元波导、锥形漏斗结构、耦合效率
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2019年光子学最新进展研讨会(WRAP) - 印度古瓦哈提(2019.12.13-2019.12.14)] 2019年光子学最新进展研讨会(WRAP) - 光纤与激光器的M2参数对其耦合效率的影响
摘要: 我们研究了光纤与激光器之间耦合效率对其M2因子(分别为Mf2和M2)的依赖性。观测发现当M2/Mf2 < 1时耦合效率达到最大值。这为选择将激光束耦合至光纤的光纤提供了重要参考依据。
关键词: 模式混合器、耦合效率、M2因子、光纤、刀口法
更新于2025-09-23 15:21:01
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外腔半导体激光器中高耦合效率结构设计的仿真
摘要: 对于外腔半导体激光器(ECSL),高耦合效率对降低线宽至关重要。本文改进了激光二极管与波导光栅之间的耦合效率,并提出了改进方案,包括增加光斑尺寸转换(SSC)和使用绝缘体上硅(SOI)波导。结果表明,耦合效率从41.5%提高到93.1%,相比传统方案提升了约51.6%。本文主要关注耦合效率与SOI波导结构之间的关系。这些发现为未来研究ECSL窄线宽提供了新途径。
关键词: SOI波导,耦合效率,光斑尺寸转换
更新于2025-09-23 15:19:57
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单模光纤与激光二极管耦合技术综述
摘要: 本文总结了单模光纤与半导体激光二极管耦合技术,综述了块状光学耦合方案和微透镜光纤耦合方案的最新进展。重点探讨了通过优化光学结构和耦合参数来提升耦合效率与封装性能的方法,同时评述了先进制造工艺以及耦合系统的常用建模方法和应用。最后,文章归纳了单模光纤与激光二极管耦合的关键技术及其未来发展方向。
关键词: 单模光纤、耦合效率、块状光学元件、光学结构、微透镜光纤、制造技术、激光二极管
更新于2025-09-19 17:13:59
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单发射激光二极管光学整形元件的定位误差对光束整形效果的影响
摘要: 在许多应用中,半导体激光器需要光束整形以实现高光纤耦合效率。但光学元件的定位误差可能降低光束整形效果,进而导致光纤耦合效率低下。本研究建立了单发射极激光二极管光束整形系统的定位误差模型,并分析了各整形元件误差与光束整形效果之间的关系,随后探讨了误差与光纤耦合效率的关联。结果表明:快轴准直器Z轴方向的位置误差对整形效果影响最大,其次是会聚透镜Z轴方向的定位误差,实际操作中需严格抑制;此外,定位误差对光纤耦合效率具有显著影响,应予以避免。
关键词: 光束整形、单发射器激光二极管、耦合效率、定位误差
更新于2025-09-16 10:30:52
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光纤与硅波导间光栅耦合器的制造公差分析
摘要: 研究了光纤与硅基波导耦合的光栅结构及其性能。通过光栅布拉格衍射条件阐述了耦合机理,并采用时域有限差分法(FDTD)分析了光栅耦合器物理参数与对准参数对耦合效率的影响?;竦昧斯庹ゑ詈掀髦芷凇⒄伎毡?、刻蚀深度及对准参数的最优设计值,同时进行了最优尺寸的偏差分析。通过器件尺寸工艺优化,我们展示了采用电子束光刻(EBL)和深硅刻蚀工艺制备的高效光栅耦合器,该成果可为光栅耦合器制备提供参考。
关键词: 容差分析、耦合效率、光栅耦合器、绝缘体上硅
更新于2025-09-16 10:30:52
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光磁等离子体纳米电路
摘要: 固态量子发射体与纳米等离子体激元波导的耦合对于实现各类量子信息处理协议、通信及传感的集成电路至关重要。此类应用需要具备可行、可扩展且低损耗的制备工艺,以及与纳米级波导的高效耦合能力。本研究展示了用于引导、路由和处理氮空位中心电子自旋读出的光磁等离子体纳米电路系统。这种实现高效超紧凑等离子体电路的优化方法基于增强等离子体激元传播长度和提高耦合效率。结果表明:采用(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(MPTMS)可使等离子体激元传播长度提升5倍,引入光栅耦合器能使耦合效率提高5.2倍,从而为量子信息处理设计更复杂的纳米等离子体电路成为可能。将高效等离子体电路与氮空位中心优异的自旋特性相结合,有望拓展纳米金刚石的应用范围,并为片上量子信息网络的实现提供重要平台。
关键词: 氮空位中心、等离子体传播长度、纳米等离子体波导、量子信息处理、耦合效率
更新于2025-09-11 14:15:04
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光互连??楹负蠖宰计屏康牟饬考捌涠怨怦詈闲视跋斓难芯?
摘要: 在光互连??楹附幼樽肮讨校逵隤CB之间的热膨胀系数失配会导致光源器件与光耦合器件之间产生对准偏移,进而造成光功率损耗。研究组装过程中的光互连??槎宰计贫蕴岣吖饣チ?轳詈闲示哂兄匾庖濉1狙芯拷⒘斯饣チ?楣丶恢煤负笪灰破撇饬肯低巢⒅票噶耸笛檠?,测量了X/Y方向的关键位置焊后位移。通过建立典型光互连??榈娜邢拊治瞿P?,经回流焊温度载荷有限元分析计算出焊后位移偏移量。利用ZEMAX软件建立光互连??轳詈闲史抡婺P?,根据实验测得的对准偏移计算耦合效率。结果表明:X/Y方向焊后对准偏移量分别为0.316微米和0.422微米,合成对准偏移量为0.527微米;有限元仿真模型计算的焊后对准偏移量为0.436微米,与实测值相比误差为17.2%;当焊后对准偏移量为0.527微米时,光互连??榈鸟詈闲饰?5.804%。
关键词: 回流焊接、光互连模块、多模光纤、对准偏移、耦合效率
更新于2025-09-09 09:28:46
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[2018年IEEE光子学会议(IPC) - 美国弗吉尼亚州雷斯顿(2018.9.30-2018.10.4)] 2018年IEEE光子学会议(IPC) - 具有低背反射的高效双刻蚀光栅耦合器(具有工艺容差)
摘要: 通过逆向电磁设计,我们优化了采用深紫外光刻兼容的100纳米最小特征尺寸的双刻蚀光栅耦合器,实现了创纪录的-0.7分贝峰值耦合效率及前所未有的低于-40分贝低背反射率。
关键词: 背向反射、耦合效率、双刻蚀光栅耦合器、深紫外光刻、逆向电磁设计
更新于2025-09-04 15:30:14