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基于非对称波导的宽带偏振无关定向耦合器
摘要： 基于绝缘体上硅平台，采用非对称波导结构设计了一种高性能宽带偏振无关定向耦合器。通过级联定向耦合器的设计，可调控正交偏振横电（TE）与横磁（TM）模式的耦合特性，从而在超宽带范围内实现TE与TM偏振的等效耦合强度。针对1450-1650 nm波长范围的双偏振模式，设计并仿真了50%分光比的耦合器。在1500-1600 nm的100 nm波长范围内，TE与TM偏振的分光比偏差分别为±3.3%和±6.2%；在1450-1650 nm的200 nm波长范围内，二者的分光比偏差分别为±9.0%和±7.8%。该偏振无关定向耦合器的尺寸仅为21微米×1.6微米。
关键词： 非对称波导、定向耦合器（DC）、偏振
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 采用飞秒激光直写技术在GLS玻璃中制备的宽带中红外定向耦合器与多模干涉耦合器
摘要： 首次展示了工作在4微米中红外波段的首款宽带定向与多模干涉耦合器。研究人员利用聚焦的800纳米、5.1兆赫兹重复频率飞秒激光，在南安普顿大学提供的商用硫系玻璃（镓镧硫化物，GLS）上刻写器件。通过将三条独立激光写入轨迹并排排列，形成低损耗波导，其传播损耗低至0.22分贝/厘米。这些波导被用于构建非对称定向耦合器，通过定制其中一条臂的传播常数来展平器件的色度响应。通过局部改变样品穿过焦点的进给速率，在器件耦合区域获得传播常数变化。由此制成的3分贝耦合器在500纳米波长范围内具有波长平坦响应（耦合比变化±5%），而对称定向耦合器仅在<200纳米范围内实现该特性。多模干涉耦合器则通过排列26条激光刻写轨迹形成140微米宽的多模干涉区（长度5-10毫米）。由于顺序写入工艺导致的多模干涉区内非对称性，产生了端口依赖的交叉耦合比。但在注入左侧输入端时，8.1毫米长的器件实现了接近3分贝的耦合。该器件在3.75至4.25微米波长范围内展现出近乎完美的无色散特性。
关键词： GLS玻璃，中红外，多模干涉耦合器，飞秒激光直写，定向耦合器
更新于2025-09-12 10:27:22
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飞秒激光写入的Tm3?:YAG晶体中凹陷包层波导2×2、1×2及3×3定向耦合器
摘要： 基于离子掺杂晶体的紧凑型分束耦合器件在经典与量子集成光子学领域具有广泛应用前景。本研究通过飞秒激光直写技术在Tm3?:YAG晶体中制备了凹陷包层波导二维2×2、1×2及三维3×3定向耦合器。810纳米波长下的性能测试表明：这些耦合器具有单模传输特性、偏振不敏感特性以及精确匹配的分光比。该成果为晶体中三维电路与器件的优质制备开辟了新途径。
关键词： 晶体，飞秒激光写入，定向耦合器，凹陷包层波导，集成光子学，钇铝石榴石，量子存储器
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019年第21届透明光学网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光学网络国际会议(ICTON) - 基于耦合补偿的氮化镓波导中二次谐波产生准相位匹配方法
摘要： 我们报道了一种基于耦合补偿的新型准相位匹配方法，用于蓝宝石衬底上氮化镓/氮化铝镓波导中的二次谐波产生。该方法通过沿传播方向对光强进行空间周期性调制（而非传统上对氮化镓非线性光学系数的空间周期性调制），可克服周期性取向氮化镓波导的局限性。该方案可通过双平面或双脊波导倍频器结构实现，这一概念有望为宽带片上非线性频率转换开辟新的应用领域。
关键词： 二次谐波产生、定向耦合器、氮化镓与氮化铝镓波导、准相位匹配、超模色散、集成光学
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于表面等离子体激元波导的绝缘体-金属-绝缘体-金属-绝缘体和金属-绝缘体-金属垂直定向耦合器
摘要： 我们提出两种基于表面等离激元极化波（SPP）波导的垂直定向耦合器（VDC）。其一是SPP绝缘体-金属-绝缘体-金属-绝缘体（IMIMI）VDC，由两条45微米长的S弯波导、一条L微米长的直波导、4微米长的C间隙和500纳米长的M间隙组成；其二是SPP金属-绝缘体-金属（MIM）VDC，包含两条10微米长的S弯波导、一条L微米长的直波导、60纳米长的C间隙和500纳米长的M间隙。IMIMI与MIM波导均采用金作为金属层，低损耗聚合物作为绝缘层。在SPP IMIMI VDC中，激发的5.0微米×4.5微米输入S-s0模式沿S弯_1传播，经直波导L传输耦合后，再通过S弯_2传输。当L=13微米时L区损耗为1.33 dB，L=23微米时为2.26 dB，耦合长度约10微米。在SPP MIM VDC中，激发的1.7微米×0.5微米输入G-s0模式沿S弯_1传输，经直波导L耦合传输后，再通过S弯_2传输。当L=5微米时L区损耗为1.50 dB，L=65微米时为11.20 dB，耦合长度约65微米。这两种SPP IMIMI与MIM VDC可作为微纳尺度集成化进程中的关键过渡方案。
关键词： 等离子体激元器件、定向耦合器、基于等离子体激元的集成电路、表面等离子体激元极化子
更新于2025-09-12 10:27:22
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反向脊形波导耦合器：设计与应用
摘要： 本文介绍了一种基于单导体脊波导的新型宽带反向耦合器及其应用。由于脊波导结构紧凑，该耦合器具有宽带宽和紧密耦合特性，同时占用极小体积。文中阐述了耦合器的设计方法，其设计思路源自用于TEM耦合线耦合器的奇偶模理论，但本创新方案采用TE模实现。设计始于四脊波导中支持两个独立TE奇偶模的耦合段设计，通过合理选择横截面参数，设计者可实现所需耦合值对应的阻抗水平。研究团队合成、制作并测试了S波段单耦合器概念验证原型，在无需调谐的情况下获得了优异的实测结果。该耦合器可广泛应用于功率采样、波束成形或高功率合成等领域。作为补充验证，研究团队还设计并测试了C波段三路合成器，展示了该新型耦合器在不同应用场景中的潜力。
关键词： 脊形波导、功率合成器、分路器、反向耦合、定向耦合器
更新于2025-09-11 14:15:04
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[2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨美国国家委员会-国际无线电科学联盟无线电科学会议 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2019年7月7日-12日）] 2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨美国国家委员会-国际无线电科学联盟无线电科学会议 - 低纹波低损耗X波段波导耦合器
摘要： 本文提出了一种工作在10.7 GHz至12.8 GHz频段的新型宽带耦合器。该耦合器由两个交叉的矩形波导通过四个不同直径的圆形孔径耦合而成。为改善工作带宽并降低频段内的耦合波动，采用切比雪夫分布来确定孔径半径及间距。工作频段内耦合系数低于-30 dB且波动小于0.6 dB，所有端口的回波损耗均低于-15 dB，端口间最大隔离度低于-60 dB。该耦合器具有体积小、损耗低的优点，适用于高功率应用场景。整体结构通过CST微波工作室软件进行仿真优化后制作实物并测试，实测结果与仿真数据高度吻合。
关键词： 定向耦合器、宽带耦合器、X波段波导耦合器
更新于2025-09-11 14:15:04
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硅光子学在传感器与波导中的应用 || 基于硅波导的纳米光子电路马赫-曾德尔干涉仪(MZI)单元新方法
摘要： 在本章中，我们提出了一种仅基于单个4×4多模干涉(MMI)耦合器的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构新方案。我们在绝缘体上硅(SOI)平台上设计了这种新型MZI单元，并详细研究了基于定向耦合器和2×2 MMI耦合器的MZI结构。该新型MZI单元是光量子门、光计算和可重构处理器等光子应用的基本构建?？?。数值模拟表明，我们的方法具有结构紧凑、易于采用现有互补金属氧化物半导体(CMOS)电路制造的优点。
关键词： 多模干涉、有限差分时域法、定向耦合器、修正有效折射率法、多模波导、有限差分法、绝缘体上硅
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2018精密电磁测量会议（CPEM 2018）- 法国巴黎（2018年7月8日至13日）] 2018年精密电磁测量会议（CPEM 2018）- 四端口反射计的中功率应用
摘要： 本文描述了一种四端口反射计系统在约150瓦功率水平下测量1 GHz至2.5 GHz终端负载反射系数的应用。实验已证明低功率下测得的四端口反射计散射参数适用于中功率情况。文中展示了四端口反射计的测量结果并进行分析。该测量方法可用于更高功率水平。
关键词： 中功率四端口反射计，反射系数，定向耦合器
更新于2025-09-10 09:29:36
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[2018年第三届IEEE全球光电子学会议(OGC) - 中国深圳 (2018.9.4-2018.9.7)] 2018年第三届IEEE全球光电子学会议(OGC) - 基于GST负载定向耦合器的非易失性光开关
摘要： 我们展示了一种基于硅-锗锑碲（GST）混合波导定向耦合器的非易失性光开关。GST的非易失性特性使其在降低光开关静态功耗方面具有显著优势。实验结果表明，该光开关在1578纳米波长附近具有>20分贝的直通态消光比和>25分贝的交叉态消光比，其直通态与交叉态插入损耗分别为2分贝和7分贝。
关键词： 定向耦合器，硅光子学，相变材料
更新于2025-09-10 09:29:36