北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京 100044
提出了一种基于亚波长偏振保持光纤的多维复用与折射率（RI）传感集成器件。该器件由定向耦合器、Y型分束器和布拉格光栅器件构成，能够同时实现三维空间中偏振和频率（解）复用、色散补偿以及RI传感功能。集成器件下行端口输出偏振解复用后的x偏振态，其在0.25 THz频率处的传输率和消光比分别为-5.94 dB和15.16 dB。此后，原波导中y偏振态（工作频率为0.25 THz）与x偏振态（工作频率为0.27 THz）复用后于直通端口输出，传输率分别为-7.20 dB和-2.02 dB。同时，集成的均匀光栅和π相移光栅可分别实现色散补偿（群速度色散为-109.4 ps·THz-1·mm-1）和RI传感（灵敏度为0.181 THz/RIU）功能。基于太赫兹亚波长光纤的集成器件在下一代通感一体化信息系统中具有良好的应用前景。
光学器件 太赫兹 耦合器 复用器 传感器
Author Affiliations
Abstract
1 School of Integrated Circuit Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 Truth Memory Corporation, Beijing 100088, China
We have successfully demonstrated a 1 Kb spin-orbit torque (SOT) magnetic random-access memory (MRAM) multiplexer (MUX) array with remarkable performance. The 1 Kb MUX array exhibits an in-die function yield of over 99.6%. Additionally, it provides a sufficient readout window, with a TMR/RP_sigma% value of 21.4. Moreover, the SOT magnetic tunnel junctions (MTJs) in the array show write error rates as low as 10?6 without any ballooning effects or back-hopping behaviors, ensuring the write stability and reliability. This array achieves write operations in 20 ns and 1.2 V for an industrial-level temperature range from ?40 to 125 °C. Overall, the demonstrated array shows competitive specifications compared to the state-of-the-art works. Our work paves the way for the industrial-scale production of SOT-MRAM, moving this technology beyond R&D and towards widespread adoption.
spin-orbit torque MRAM multiplexer array 200 mm-wafer platform stability reliability Journal of Semiconductors
2023, 44(12): 122501
复旦大学通信科学与工程系电磁波信息科学教育部重点实验室，上海 200433
基于少模光纤的空分复用（SDM）技术是一种能将现有单模光纤通信系统的容量提高数十倍的关键技术，作为一种克服传统单模光纤通信系统容量瓶颈的有效手段，值得深入研究。本综述介绍了基于强耦合的少模光纤模分复用中的复用/解复用器、光纤放大器、少模光纤、光传输系统集成器件的关键技术及研究进展，介绍了部分较为经典的或是最新的强耦合少模光纤复用光传输系统的实验，并探讨了模分复用光传输系统的未来研究方向。
空分复用 强耦合 少模光纤 模分复用器 少模光纤放大器 集成器件 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2300008
南京邮电大学先进光子技术实验室，江苏 南京 210023
提出和研究了一种高信噪比（SNR）随机光电振荡器（ROEO）。该ROEO由随机光纤激光器与光电振荡器两部分组成，得益于随机光纤激光器中瑞利散射（RS）提供的随机分布反馈，实现了宽带随机微波信号的产生。通过在随机光纤激光器中加入另一个波分复用器（WDM），去除残余的拉曼泵浦光，提高了随机微波信号的信噪比。控制信号光的偏振态，抑制了随机腔中的受激布里渊散射（SBS）效应。实验中，获得了带宽为DC~30 GHz（DC代表直流0 Hz，表达的含义是从0 Hz到30 GHz）的随机微波信号。在DC~10 GHz范围内的信噪比约为40 dB，并且腔内的受激布里渊散射与随机微波信号的功率差达到约19.64 dB。高信噪比宽带随机微波信号在随机比特生成、雷达、安全通信等领域有重要的应用前景。
微波光子学 随机光电振荡器 瑞利散射 波分复用器 高信噪比 光学学报
2023, 43(20): 2023001
上海电子信息职业技术学院 通信与信息工程学院, 上海 201411
针对系统小型化和集成化的发展需求, 文章提出了一种基于布拉格光栅结构的红绿蓝（RGB）波导复用/解复用器, 系统研究了刻槽深度、周期数量等光栅特征参数对该复用/解复用器性能的影响。研究表明, 相对于传统的硅基材料, 基于SU8材料的复用/解复用器具有良好的透过率和柔韧性, 并且其结构紧凑, 波导横截面只有几百纳米, 长度仅为几十微米。该复用/解复用器的光学特性主要受到刻槽深度与周期数量的影响, 表现为随刻槽深度的增大, 反射谱的中心波长先红移后蓝移, 反射谱的宽度几乎正比例增大, 反射谱的峰值逐渐趋于饱和; 而随着周期数量的增多, 反射谱的宽度变化不明显, 反射谱的峰值逐渐趋于饱和。基于这些特性设计的SU8材料布拉格光栅结构RGB复用/解复用器实现了复用和解复用的功能, 为RGB复用/解复用器的小型化、集成化和柔性化奠定了基础。
复用/解复用 红绿蓝 可见光集成 布拉格光栅 multiplexer/demultiplexer RGB visible light integration Bragg grating
南京邮电大学电子与光学工程学院，微电子学院，江苏 南京 210003
采用二维光子晶体设计了一种可扩展的小型化准密集型八通道波分复用器结构。二维光子晶体是由硅介质柱在空气中按照三角格子周期性排列而成，通过设计直线主波导、下载腔和输出波导结构，利用腔和波导之间的耦合效应实现波长选择。所设计的腔由一个内柱和四个外柱构成，结构简洁，腔模式可通过内外柱的直径进行调控，实现多波长的选择，具有可扩展性。实现准密集型波分复用结构，八个波长分别为：1542.2，1544.2，1546，1548.2，1550，1552，1554.4，1557.6 nm，平均波长间隔为2.2 nm，插入损耗分别为-0.5，-0.25，-0.25，-0.7，-0.25，-0.5，-0.1，-0.1 dB，最大信道串扰为-12 dB。器件尺寸为19.8 μm × 11 μm，面积为217.8 μm2，实现了小型化、高透射和高隔离，为用于光集成奠定了基础。其中设计及分析通过COMSOL软件有限元方法完成。
光学器件 光子晶体 波分复用器 插入损耗 信道串扰 有限元法 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2325001
兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070
基于光子晶体谐振腔的耦合原理，采用环形腔与微腔结构结合的形式，设计了一种六通道波分复用器。利用平面波展开法研究了晶格常数为0.55 μm时光子晶体禁带范围随介质柱半径的变化关系，并得到其能带结构。采用时域有限差分法分析了谐振腔结构对波长的影响，得到了该谐振腔结构的传输特性曲线及电场分布，并实现了波长为1.3298，1.4316，1.4419，1.5564，1.5966，1.6191 μm的六通道波分复用。实验结果表明，该器件通过调节微腔内外的介质柱半径进行选频，通过增加反射点的微腔结构减少串扰，通过改变输出端边缘介质柱的半径提高输出效率。最终实现透射率大于90%，平均带宽为9 nm的通道，且通道间串扰小，窄带特性好。器件尺寸仅为13.4 μm×17.6 μm，有利于进行光器件集成，具有潜在的应用价值。
光学设计 时域有限差分法 共振耦合 谐振腔 波分复用器 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0323002
1 北京大学区域光纤通信网与新型光纤通信系统国家重点实验室, 北京 100871
2 中国科学院深海科学与工程研究所, 海南 三亚 572000
3 北京科技大学计算机与通信工程学院, 北京 100083
设计一种基于腔内全光纤模式复用器/解复用器(MUX/DEMUX)的少模环形光纤激光器,实现了LP01模、LP11模、LP21模及混合模式可切换的激光输出。实验结果表明,利用低串扰的全光纤模式MUX/DEMUX结合4×1光开关,激光器可在三个最低阶的线偏振(LP)模式及其混合模式之间进行切换,LP01模、LP11模、LP21模的泵浦阈值分别为40、60、80 mW,斜率效率分别为1.2%、0.82%、0.56%。对设计的少模环形光纤激光器结构进行数值模拟和参数优化,极大地改善了波长偏移问题,实现了小于0.032 nm的3 dB线宽。
光纤光学 光纤激光器 模式复用器/解复用器 模式转换 模式选择耦合器 光学学报
2020, 40(14): 1406002
1 南 京邮电大学电子与光学工程学院，南京 210023
2 南南京邮电大学贝尔英才学院，南京 210023
为了进一步提高光通信系统的传输容量，提出了一种基于光子晶体的 2波长×3模式混合复用／解复用器，该器件由 3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、羊模波导、多模波导和雏形渐变搞合波导组成。采 用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波，利用非对称平行波导的结构实现模式转换。应用时域有恨差分法进行了仿真分析，结果表明．该器件可以实现 1530 nm TE0模、1530 nm TE1模、1530 nm TE2模、 1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和 1550 nm TE2模 6个信道的波分 模分复用和解复用，其插入损耗〈0.127 础B，信道串扰〈一15.19 础 B。
光子晶体 搞合模理论 时域有恨差分法 雏形渐变搞合波导 波分 模分混合复用／解复用器 photonic crystals coupled mode theory time-domain finite difference method tapered coupled waveguide wavelength-mode division hybrid multiplexer/demult
