透鏡光纖與平面光波光路芯片的耦合技術研究.pdf

1、平面光波光路(PLC)集成芯片將在光信號處理、光通信、光子系統(tǒng)設備中得到廣泛應用,耦合封裝是PLC集成芯片研發(fā)的技術關鍵。影響耦合效率的主要因素為光纖與PLC芯片模場失配和折射率失配。優(yōu)化設計合適的楔形透鏡光纖且在PLC芯片端面鍍抗反射膜,是降低PLC芯片耦合損耗的有效手段。 本文首先利用束傳播法(BPM)數(shù)值分析了楔形透鏡光纖在楔端內(nèi)部的傳輸光場和出射光場,并通過實驗測得楔形透鏡光纖的出射光斑,驗證了理論的結果,確立了楔形透鏡

2、光纖一定出射距離處的光斑形狀和尺寸。接著,討論了楔形透鏡光纖的制作工藝,并對目前廣泛應用在光子芯片耦合封裝中的金屬化光纖進行了分析,發(fā)現(xiàn)金屬包層對光纖基模場沒有影響。然后,從減小PLC芯片端面反射損耗的角度出發(fā),設計出芯片端面抗反射膜；根據(jù)實際耦合條件建立了楔形透鏡光纖與PLC芯片的耦合模型,基于時域有限差分(FDTD)法,優(yōu)化模擬出最佳耦合參量,包括楔形光纖透鏡曲率半徑、透鏡楔角與耦合距離等。最后,在本實驗室先進測試平臺的基礎上,構建