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[发明专利]一种基于二维光栅结构的少模层间耦合器-CN202310851298.6在审
发明人：王希斌;车远华;孙士杰;谢宇航;王菲;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-07-12 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G02B6/124 文献下载
摘要：一种基于二维光栅结构的少模层间耦合器及其制备方法，属于平面光波导器件及其制备技术领域。本发明由硅片衬底、在硅片衬底上制备的二氧化硅下包层、在二氧化硅下包层上制备的聚合物层间耦合层、在聚合物层间耦合层和二氧化硅下包层上制备的聚合物上包层组成，聚合物层间耦合层被包覆在聚合物上包层之中；上层氮化硅直波导芯由上层氮化硅直波导和上层二维光栅波导组成，下层氮化硅直波导芯层由下层二维光栅波导和下层氮化硅直波导组成。本发明充分发挥了氮化硅波导传输损耗低、透明窗口宽、热稳定性高的优势，以及聚合物材料种类多、制备工艺简单等优势，并且这两种材料还具备工艺成熟、相互兼容的特点，适合大规模制备生产，具有重要的应用前景。
一种基于二维光栅结构少模层间耦合器

[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]一种模式可选择调制的四模波导光开关及其制备方法-CN202310303703.0在审
发明人：王希斌;孙士杰;车远华;王菲;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G02B6/125 文献下载
摘要：一种模式可选择调制的四模波导光开关及其制备方法，属于平面光波导器件技术领域。由硅片衬底、聚合物下包层、条形结构的聚合物光波导芯层、聚合物上包层和加热电极组成。本发明的光开关利用了非对称Y分支结构和MMI光波导结构简单和有机聚合物材料热光系数大的优势，通过对MMI结构加热实现对四个光学模式进行开关；通过对不同的加热电极进行加热，既可以对四个模式中的两个实现开关功能，也可以对四个模式同时实现开关功能；另外，采用聚合物材料使得器件的制备工艺更加简单，只需要旋涂、光刻、湿法刻蚀等常规工艺，有效降低了生产成本，提高了器件的生产效率且有利于大规模批量生产，使得该模式光开关能够应用到实际当中。
一种模式可选择调制波导开关及其制备方法

[发明专利]一种能够有效提高氮化硅波导热调谐效率的热光开关及其制备方法-CN202310357835.1在审
发明人：王希斌;车远华;余启东;谢宇航;孙士杰;孙小强;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-04-06 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G02F1/21 文献下载
摘要：一种能够有效提高氮化硅波导热调谐效率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。从下到上依次由硅片衬底、二氧化硅下包层、氮化硅波导下芯层、条形结构的聚合物波导上芯层和聚合物上包层组成；沿光的传播方向，条形结构的聚合物波导上芯层由输入直波导、3‑dB Y分支分束器、两条平行的第一调制臂和第二调制臂、3‑dB Y分支耦合器和输出直波导组成；在聚合物上包层之上，在第一调制臂和第二调制臂的正上方分别制备有第一加热电极和第二加热电极。本发明中氮化硅下芯层中的光部分进入到聚合物加载条形波导之中，利用聚合物材料热光系数高的特点，可以有效降低器件开关状态下的功耗。
一种能够有效提高氮化波导调谐效率开关及其制备方法

[发明专利]一种基于MZI结构的多模光衰减器-CN202211052669.6有效
发明人：王希斌;孙士杰;车远华;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种基于MZI结构的模式不敏感的多模光衰减器，属于聚合物集成光学技术领域，可用于模分复用系统。从下至上依次由硅衬底、聚合物下包层、聚合物波导芯层、聚合物上包层和加热电极层组成；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、第一输入弯曲波导、第二输入弯曲波导、第一调制臂波导、第二调制臂波导、第一输出弯曲波导、第二输出弯曲波导、输出锥形波导和输出少模直波导组成，在第一调制臂波导和第二调制臂波导上分别设置有第一加热电极和第二加热电极。该多模光衰减器利用干涉原理，通过调制使信号光干涉时产生更高阶的模式，再通过控制输出波导的尺寸使其无法传输更高阶的模式，以此实现光信号的衰减。
一种基于 mzi 结构多模光衰减器

[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]一种基于定向耦合结构的少模波导功率分配器及其制备方法-CN202210081630.0在审
发明人：王希斌;林柏竹;孙士杰;朱穆;车远华;张大明 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-24 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：一种基于定向耦合结构的少模波导功率分配器，属于平面光波导器件技术领域。整个器件基于定向耦合型光波导结构，从左到右依次由平行输入直波导、S弯曲波导、平行直波导耦合臂，S弯曲波导，平行输出直波导构成；从下到上依次由硅片衬底、在硅片衬底上制备的聚合物下包层、在聚合物下包层上制备的两个矩型波导结构的光波导芯层、在聚合物下包层和光波导芯层上制备的聚合物上包层(16)组成，光波导芯层被包埋在聚合物上包层之中；光波导芯层的折射率大于聚合物下包层和聚合物上包层的折射率。相比于传统的单模传输的功率分配器，本发明功率分配器扩展了传输信息容量，且具有和光纤接近的低折射率、与光纤耦合效率高以及抗电磁干扰能力强的优势。
一种基于定向耦合结构波导功率分配器及其制备方法

[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

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