多模干涉型非互易器件研究.pdf

1、磁光器件在當今日益發(fā)展的光通信系統(tǒng)和器件中具有十分重要的作用，特別是磁光材料特有的非互易特性。很多關于集成磁光光學及其應用器件，包括磁光隔離器，環(huán)路器等，相繼被報道。 目前己報道磁光器件主要基于以下幾類原理：(1)模式轉(zhuǎn)換型，但這類器件需要TE-TM模式精確的相位匹配，制作容差小。(2)非互易損耗型(NRL)，但這類器件需要與MQW材料結合，制作較復雜。(3)非互易相移型(NPS)。基于NPS的多模干涉(MMI)結構具有以下優(yōu)點

2、：無須精確的相位匹配，結構緊湊，且制作工藝簡單。2000年，O.Zhuromskyy等人在磁疇結構上第一次分析了對TE模隔離的MMI型隔離器；2005年，J．S．Yang等人第一次在InP襯底上制作出MMI型隔離器，但隔離度只有2.9dB。 本論文基于對非互易多模干涉特性的研究，利用非對稱結構激勵對稱模與反對稱模的相位關系，提出了一種對TM模式隔離，結構簡單、緊縮型的非對稱多模干涉型隔離器。BEAMPROP等效模擬的隔離度達到2

3、7dB，插入損耗為2.4dB。器件以Si為基片，采用Air/Ce：YIG/SiO<,2>結構，這種器件結構簡單、易制作，且有利于與其他光電器件集成。 論文還對偏振無關型MMI隔離器的幾種結構進行了分析。磁疇結構的非互易相移遠大于普通結構，但工藝較難實現(xiàn)；而在磁光波導側(cè)邊增加二個高折射率區(qū)，會導致模場分布的不均勻，可以達到對TE/TM模式相等的非互易相移，實現(xiàn)偏振無關隔離的作用。 根據(jù)磁光材料MMI非互易的特點，提出了一種

4、“波導型非互易光分束器件”的設想(已提交國家發(fā)明專利，申請?zhí)?00610050282)。與傳統(tǒng)的介質(zhì)波導型1×2光分束器件不同，波導型非互易光分束器件可以實現(xiàn)在正向傳輸時為1×2的均分束器件，而反向傳輸時為無損耗的1×1或2×1的合束器件。若能實現(xiàn)，可大大減少如光纖到戶(FTTH)工程應用中上載信號的損耗，并且該器件具有結構緊湊，集成度高的特點，將在光通信領域以及光子集成系統(tǒng)中具有重要的應用價值。 此外，對45度塊狀YIG材料的