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[发明专利]一种基于Y分支结构的模式不敏感的光功率分配器及其制备方法-CN202210079810.5有效
发明人：王希斌;孙士杰;林柏竹;廉天航;朱穆;车远华;孙雪晴;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-24 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种基于Y分支结构的模式不敏感的光功率分配器及其制备方法，属于平面光波导光功率分配器及其制备技术领域。整个器件基于Y分支结构，从左到右依次由输入直波导，输入锥形波导，两个相同结构弯曲波导组成的3‑dB Y分支分束器，第一输出直波导和第二输出直波导构成一分二的光功率分配器，进行级联后可以得到一分四的光功率分配器。本发明采用硅片作为衬底，以有机聚合物材料作为光波导的上、下包层，以另一种聚合物作为光波导结构的芯层(芯层材料的折射率大于包层材料的折射率)，利用了有机聚合物材料加工性强、种类繁多的优势。同时，本发明采用的制备工艺简单且与半导体工艺兼容、易于集成、能够大规模生产，具有重要的实际应用价值。
一种基于分支结构模式敏感功率分配器及其制备方法

[发明专利]一种基于有机聚合物波导的模式不敏感光开关-CN202310478179.0在审
发明人：王希斌;廉天航;孙士杰;谢宇航;余启东;王菲;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G02B6/14 文献下载
摘要：一种基于有机聚合物波导的模式不敏感光开关，属于模式不敏感光开关技术领域。由衬底、聚合物波导下包层、矩形结构的聚合物光波导芯层、聚合物波导上包层、第一石墨烯电容器和第二石墨烯电容器组成；聚合物波导下包层制备在衬底之上，聚合物波导上包层制备在聚合物波导下包层之上，矩形结构的聚合物光波导芯层被包覆在聚合物波导下包层和聚合物波导上包层之中。本发明的光开关采用聚合物材料进行波导结构的设计，以石墨烯作为调制电极并将其掩埋在波导内部，通过设计石墨烯电容器电极结构和优化掩埋位置，能够实现对TE11、TE21、TE12和TE22模式进行同时调制和开关，制备工艺上可与传统的CMOS工艺相兼容、易于集成。
一种基于有机聚合物波导模式不敏感光开关

[发明专利]一种基于MMI结构的模式不敏感的可变光衰减器-CN202211044878.6有效
发明人：王希斌;孙士杰;廉天航;车远华;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种用于模分复用系统的基于MMI结构的模式不敏感的可变光衰减器，属于集成光学技术领域。从下至上依次由硅衬底、聚合物下包层、聚合物波导芯层、聚合物上包层和调制电极组成；沿光的传播方向，聚合物波导芯层依次由输入少模直波导、输入锥形波导、多模波导、输出锥形波导和输出少模直波导组成；加热电极位于多模波导侧上方的聚合物上包层之上或位于多模波导3的侧方的聚合物上包层之中。当对加热电极进行调制时，光在多模波导中的干涉效果发生变化，在多模波导的输出端为基模和高阶模的混合光，由于高阶模无法通过输出少模波导输出，从而使得输出光功率发生衰减。该衰减器模式不敏感，在相同调制温度和波长下对两种模式的衰减相同。
一种基于 mmi 结构模式敏感可变衰减器

[发明专利]一种双模式滤模器及其制备方法-CN202210953876.2有效
发明人：王希斌;孙雪晴;廉天航;孙士杰;车远华;朱穆;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-08-10 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种双模式滤模器及其制备方法，属于平面光波导器件及其制备技术领域。本发明的目的是提供两种结构简单的、分别可以滤除E11模式和E12模式或E11模式和E21模式的双模式滤模器。由硅片衬底、聚合物波导包层、聚合物直波导芯层、金属直波导芯层组成，金属直波导芯层被包覆在聚合物直波导芯层之中，聚合物直波导芯层被包覆在聚合物波导包层之中；聚合物波导包层位于硅片衬底之上，金属直波导芯层位于聚合物直波导芯层内底面或左(右)内侧面的中间位置。本发明利用金属的吸收特性实现了器件对特定模式的衰减，并具有对光的偏振不敏感的功能，器件采用的直波导结构，结构简单，生产成本低、效率高，可实际应用的平面光波导滤模器。
一种双模式滤模器及其制备方法

[发明专利]一种基于聚合物和金属混合波导的滤模器及其制备方法-CN202210954065.4有效
发明人：王希斌;孙雪晴;孙士杰;车远华;廉天航;朱穆;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-08-10 - 公布日： 2023-05-19 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种基于聚合物/金属混合波导的滤模器及其制备方法，属于平面光波导器件及其制备技术领域。由硅片衬底，位于硅片衬底之上的聚合物波导包层、聚合物直波导芯层和金属直波导芯层组成，金属直波导芯层被包覆在聚合物直波导芯层之中，聚合物直波导芯层被包覆在聚合物波导包层之中；金属直波导芯层位于聚合物直波导芯层的中心位置。本发明利用金属的吸收特性实现了器件对光的偏振不敏感的功能，且对基模的吸收损耗较大，而对于高阶模式则吸收损耗微乎其微。本发明器件采用的直波导结构，结构简单，器件制作工艺比较简单，生产成本低、效率高，适合于批量生产可实际应用的平面光波导滤模器。
一种基于聚合物金属混合波导滤模器及其制备方法

[发明专利]一种基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器-CN202211044876.7在审
发明人：王希斌;孙士杰;廉天航;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种用于模分复用系统的基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器，属于聚合物集成光学技术领域。依次由硅衬底、聚合物下包层、聚合物波导芯层、聚合物上包层和加热电极组成，聚合物波导芯层和聚合物上包层制备在聚合物下包层之上，聚合物波导芯层包埋在聚合物上包层和聚合物下包层之中；聚合物波导芯层基于两级MZI结构光波导，在加热电极上施加调制电压后，加热电极下方区域的聚合物波导芯层有效折射率减小，其中传输的光信号的相位也随之改变，因此在输出端的耦合发生变化，由于一级输出弯曲波导只支持LP01和LP11b模式，因此由于相位改变耦合产生的LP11a和LP21模式被滤除，从而实现输出光信号的功率的衰减。
一种基于两级 mzi 结构模式敏感聚合物可变衰减器

[发明专利]一种基于有机/无机混合集成双芯波导结构的热光开关及其制备方法-CN202210844236.8在审
发明人：王希斌;车远华;廉天航;孙士杰;朱穆;孙雪晴;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：一种基于有机/无机混合集成双芯波导结构的热光开关及其制备方法，属于平面光波导器件及其制备技术领域。本发明以硅片作为衬底，二氧化硅作为下包层材料，有机/无机混合集成双芯波导结构作为波导芯层，采用与芯层聚合物不同的聚合物作为上包层材料。本发明利用有机聚合物材料有着品类繁多、成本低廉、制备工艺简单，且具有无机材料所无法比拟的高热光系数(～10‑4/K)的优势，将氮化硅波导和聚合物波导进行混合集成，不仅可以解决氮化硅热光开关功耗高、调制效率低的问题，而且采用氮化硅材料也可以减小聚合物波导光开关器件的尺寸，提高器件的集成度，对于热光开关阵列的设计和制备有着重要的实际意义。
一种基于有机无机混合集成波导结构开关及其制备方法

[发明专利]一种基于相变材料的硅基三维波导模式光开关-CN202210843138.2在审
发明人：王希斌;朱穆;孙士杰;廉天航;孙雪晴;车远华;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：一种基于相变材料的硅基三维波导模式光开关，属于集成光电子学技术领域。该模式光开关由衬底、包层和芯层构成，芯层被包覆在包导之中；芯层分为下层芯层和上层芯层二部分，下层芯层为Core1单直波导结构，上层芯层为输入端和输出端带有S型弯曲的Core2和Core3双直波导结构，Core2和Core3位于同一平面内；Core2和Core3直波导部分的材料为硅及位于硅之上的相变材料GSST。通过设置不同的波导结构尺寸，可以分别实现TE0与TE21，TE0与TE12两对模式之间的复用/解复用。通过改变相变材料的晶相，可以实现模式光开关功能，本发明有着更加宽广的应用范围，并且器件尺寸更小，更利于集成化。
一种基于相变材料三维波导模式开关

[发明专利]一种基于模式可选择调制的聚合物波导光开关及其制备方法-CN202210019809.3在审
发明人：王希斌;廉天航;林柏竹;孙士杰;朱穆;郭昭宁;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-10 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种基于模式可选择调制的聚合物波导光开关及其制备方法，属于集成光电子器件领域。由衬底、聚合物下包层、矩形结构的光波导芯层、聚合物上包层和石墨烯电容器组成，或由衬底、聚合物下包层、矩形结构的光波导芯层、台阶结构的聚合物上包层、光波导芯层中心位置制备的第一石墨烯电容器、聚合物上包层中在第一石墨烯电容器的正上方位置制备的第三石墨烯电容器、在第一石墨烯电容器的左右两边制备的第二石墨烯电容器和第四石墨烯电容器组成。本发明以石墨烯作为调制电极并将其掩埋在波导内部的不同位置，充分发挥了有机聚合物材料加工工艺简单、灵活的优势。本发明方法与半导体工艺兼容、易于集成、适于大规模生产，因而具有重要的实际应用价值。
一种基于模式可选择调制聚合物波导开关及其制备方法

[发明专利]一种模式不敏感的光波导型光开关及其制备方法-CN202210079809.2在审
发明人：王希斌;孙士杰;林柏竹;朱穆;廉天航;车远华;孙雪晴;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-24 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种模式不敏感的光波导型光开关及其制备方法，属于平面光波导光开关及制备技术领域。本发明采用硅片作为衬底，以有机聚合物材料作为波导的下包层和上包层、以热光系数较大的有机聚合物材料作为波导的芯层，制备得到了模式不敏感的光波导型光开关。本发明充分利用了有机聚合物材料种类多样、加工性强和热光系数大的优势，通过改变调制臂的温度来改变调制臂的折射率，进而改变调制臂中光的相位，达到改变光的输出端口的目的；通过反应离子刻蚀来调整调制臂的厚度，使得不同模式的有效折射率几乎相同，进而使得不同的光学模式所需的调制温度相同，以达到模式不敏感的目的。本发明成本低廉、制备效率高，适合于批量生产实际应用的平面光波导光开关。
一种模式敏感波导开关及其制备方法

[发明专利]一种基于MMI结构的少模波导光功率分配器及其制备方法-CN202210079812.4在审
发明人：王希斌;孙士杰;林柏竹;朱穆;廉天航;孙雪晴;车远华;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-24 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种基于MMI结构的少模波导光功率分配器及其制备方法，属于平面光波导器件及其制备技术领域。整个器件基于MMI光波导结构，从左至右沿光的传播方向，依次由输入少模直波导、输入锥形波导、多模干涉波导、第一输出锥形波导和第二输出锥形波导、第一输出少模直波导和第二输出少模直波导构成；或由输入少模直波导、输入锥形波导、多模干涉波导、第一输出锥形波导和第二输出锥形波导、第一输出少模直波导和第二输出少模直波导构成；本发明的波导型模式功率分配器结合了MMI光波导结构工艺容差大、尺寸小的特点，实现了可同时对两个和三个光学模式进行功率分配的目的；本发明具有器件生产成本低、效率高、能够大规模批量生产的优良效果。
一种基于 mmi 结构波导功率分配器及其制备方法

[发明专利]一种基于MZI结构的双模波导热光开关及其制备方法-CN202210079813.9在审
发明人：王希斌;林柏竹;孙士杰;朱穆;廉天航;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-24 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种基于MZI结构的双模波导热光开关及其制备方法，属于平面光波导器件技术领域。整个器件基于MZI光波导结构，从左到右依次由平行输入直波导、S弯曲波导、平行耦合臂波导、S弯曲波导、平行直波导、锥形波导、宽度大于输入直波导的平行相移器直波导、两个锥形波导、平行直波导、S弯曲波导、平行耦合臂波导、S弯曲波导、平行输出直波导、在平行相移器直波导正上方的金属电极构成。本发明采用硅片作为衬底，以有机聚合物材料分别作为波导的芯层和包层，充分利用了有机聚合物材料种类多样、加工性强和热光系数大的优势。同时，本发明所采用的制备工艺简单且与半导体工艺兼容、易于集成、适于大规模生产，因而具有重要的实际应用价值。
一种基于 mzi 结构双模波导开关及其制备方法

[发明专利]一种基于掩埋石墨烯加热电极的低功耗脊型波导热光开关及其制备方法-CN201910084526.5有效
发明人：王希斌;廉天航;张大明;王力磊;牛东海;王菲;衣云骥 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-01-29 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：一种基于掩埋石墨烯加热电极的低功耗脊型波导热光开关及其制备方法，属于聚合物平面光波导器件及其制备技术领域。整个器件为MZI光波导结构，从左到右，由输入直波导，3‑dB Y分支分束器，两条平行的第一干涉臂和第二干涉臂组成的器件调制区，3‑dB Y分支耦合器和输出直波导构成；本发明采用硅片作为衬底，以热光系数较大的有机聚合物材料分别作为光波导的上包层、下包层和芯层材料，并将石墨烯加热电极置于光波导芯层之中，充分提高加热电极的加热效率并利用有机聚合物材料热光系数大、易于加工的优势。同时，本发明所采用的制作工艺比较简单且与半导体工艺相兼容、易于集成、适于大规模生产，因而具有重要的应用前景。
一种基于掩埋石墨加热电极功耗波导开关及其制备方法

[发明专利]一种多层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器-CN202110658968.3在审
发明人：陈长鸣;岳建;尹悦鑫;王春雪;廉天航;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2021-06-15 - 公布日： 2021-09-17 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种多层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器，属于光子集成技术领域。电光调制下，由衬底层、包覆层、第三层波导芯层、第二层波导芯层、第一层波导芯层、金属电极及其连接线、填充金属的介质孔、N型掺杂区和P型掺杂区组成；热光调制下，由衬底层、包覆层、第三层波导芯层、第二层波导芯层、第一层波导芯层、金属电极及其连接线组成。通过采用弯曲波导连接的方式使得第一层波导芯层、第二层波导芯层和第三层波导芯层间设置有信号交互单元，在信号交互单元存在层间定向耦合效果。在电光调制或热光调制时，层间耦合系数最低，使得入射光保持传播路径不变，沿入射端所在层的波导进行传输，从而实现三层堆栈光子集成芯片的可重构信号交互功能。
一种多层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器

[发明专利]一种基于硅基光波导的三维模式分离/复用器及其制备方法-CN202110211510.3在审
发明人：王希斌;杨凯迪;林柏竹;张大明;廉天航;朱穆;孙士杰 -专利权人：吉林大学
申请日： 2021-02-25 - 公布日： 2021-06-11 - 主分类号： G02B6/28 文献下载
摘要：一种基于硅基光波导的三维模式分离/复用器，属于集成光电子学技术领域。以硅片为衬底，由三个波导Core1、Core2和Core3组成，三个波导从下至上均为二氧化硅下包层、硅芯层和二氧化硅上包层结构；Core1为少模波导，位于三维模式分离/复用器的中间位置，支持E11、E12、E21三种模式；Core2和Core3为单模波导，支持E11模式；单模波导Core2放置在少模波导Core1横截面的x轴正方向，与Core1构成水平方向的非对称定向耦合器；单模波导Core3放置在少模波导Core1横截面的y轴正方向，与Core1构成垂直方向的非对称定向耦合器。该器件在光学信息处理、光学通信等领域具有重要的应用价值和发展前景。
一种基于硅基光波导三维模式分离复用器及其制备方法

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