透鏡光纖與平面光波光路芯片的耦合技術(shù)研究.pdf

1、平面光波光路(PLC)集成芯片將在光信號(hào)處理、光通信、光子系統(tǒng)設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用,耦合封裝是PLC集成芯片研發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵。影響耦合效率的主要因素為光纖與PLC芯片模場(chǎng)失配和折射率失配。優(yōu)化設(shè)計(jì)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(chǎng)和出射光場(chǎng),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得楔形透鏡光纖的出射光斑,驗(yàn)證了理論的結(jié)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(duì)目前廣泛應(yīng)用在光子芯片耦合封裝中的金屬化光纖進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)金屬包層對(duì)光纖基模場(chǎng)沒(méi)有影響。然后,從減小PLC芯片端面反射損耗的角度出發(fā),設(shè)計(jì)出芯片端面抗反射膜；根據(jù)實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)室先進(jìn)測(cè)試平臺(tái)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建