Transformation bending device emulated by graded-index waveguide
我们证明，可以使用梯度折射率波导来模拟变换装置。波导的有效折射率通过定制梯度厚度电介质波导而在空间上变化。基于这种技术，我们展示了一种转换装置引导可见光周围的一个尖锐的角落，具有低散射损耗和反射损耗。实验结果与数值计算结果吻合较好。
2012-05-29 physics.optics
Efficient analysis and design of low-loss whispering-gallery-mode coupled resonator optical waveguide bends
由电磁耦合光学微腔（耦合谐振器光波导或CROW）组成的波导可用于光引导、减速和存储。在本文中，我们提出了一个二维分析的基础上，严格的穆勒边界积分方程方法的有限尺寸直和弯曲的CROW部分。我们研究了回音壁（WG）模式的耦合机制，并引导光绕弯曲的CROW组成的相同和尺寸失配的微盘谐振器。我们的精确分析揭示了WG模式耦合的差异在附近的弯曲的CROW组成的光学大和波长尺度的微腔。我们提出并讨论了设计低损耗CROW弯曲和减少弯曲损耗的可能方法。这些包括根据WG模式的方位角顺序选择特定的弯曲角度，以及调整位于CROW弯曲处的微盘的半径。
2007-06-15 physics.optics
Broadband Single-Mode Hybrid Photonic Crystal Waveguides for Terahertz Integration on a Chip
研制了一种新型的太赫兹混合波导芯片，该芯片由硅光子晶体和平行的金片构成。模拟和实验结果表明，混合波导提供了一个宽的单模传输窗口，低群速度色散和低损耗。这种紧凑、无衬底的太赫兹芯片将在宽带、密集集成、多功能太赫兹系统中发挥重要作用。
2020-03-20 physics.optics
New silicon photonics integration platform enabled by novel micron-scale bends
尽管亚微米硅波导已被提出用于光子器件的密集集成，但迄今为止，市场上的光波电路主要依赖于具有微米级芯尺寸的波导。这些更大的波导具有更容易制造、更高的可靠性和更好的光纤接口。在低横向折射率对比度的情况下，获得了具有大纤芯尺寸的单模操作。因此，提高集成度和降低微米级波导电路成本的主要限制是它们的毫米至厘米级最小弯曲半径。幸运的是，具有微米级硅芯的单模脊形波导可以局部转化为具有非常高横向折射率对比度的多模条形波导。在这里，我们展示了如何用这些波导实现欧拉螺旋弯曲，弯曲半径低于10 μm，基模损耗低于0.02 dB/90°，为基于微米级波导的新型密集集成平台铺平了道路。
2013-01-09 physics.optics
Bend losses in flexible polyurethane antiresonant terahertz waveguides
对在太赫兹范围内工作的实用波导的追求面临两个主要障碍：大损耗和高刚度。虽然近年来在使用空芯引导降低材料损耗的影响方面取得了显著进展，但这种波导通常不是柔性的。在这里，我们实验和数值研究反谐振介质波导制成的聚氨酯，一种常用的电介质具有低的杨氏模量。抗谐振光纤的空芯特性使得其结构简单，传输损耗低，而聚氨酯的低杨氏模量使其非常灵活。所提出的结构能够在厘米厚的波导中以与常规（可见光和近红外）光纤相同的精神进行毫米波操纵，即方便且可重新配置。我们调查两个典型的反共振几何形状形成的一个和六个管，实验比较其传输，弯曲损耗和模式配置文件。所研究的波导在其亚THz传输频带中具有低于1dB/cm的损耗，对于约10 cm的弯曲半径增加1dB/cm，这类似于将标准$125 μ{\rm m}$直径光纤弯曲到1.2 mm半径。
2021-05-27 physics.optics
Mode-Locked Chip Laser using Waveguide Arrays
我们从理论上证明了在具有波导阵列结构的半导体芯片上可以实现鲁棒的锁模。波导阵列被用作理想的饱和吸收机制，用于初始噪声启动以及脉冲整形和稳定。腔增益由注入电流和半导体材料的正向偏置提供。该技术可以直接与半导体架构和技术集成，从而实现片上宽带器件的潜力。
2014-05-07 physics.optics
Low Bend Loss, High Index, Composite Morphology Ultra-fast Laser Written Waveguides for Photonic Integrated Circuits
本文提出一种在硼铝硅酸盐玻璃中多遍激光写入的复合三维波导，通过协同热与非热改性机制实现高折射率对比度，将1550 nm下弯曲损耗截止半径从10 mm降至4 mm。
2025-05-07 physics.optics
Integrated Surface-enhanced Raman Spectroscopy chip based on liquid core waveguide
提出了一种基于全反射液芯波导的集成表面增强拉曼散射（SERS）芯片，通过对漏模的抑制，实现了长距离的传输。罗丹明6 G的拉曼增强因子为2.5 × 105，具有良好的重复性。家蚕DNA的SERS谱峰清晰地反映了DNA分子的结构信息。SERS基片、微流体和液芯波导的集成使得这种SERS芯片对于高性能的生化检测具有吸引力。
2015-12-07 physics.optics
Optimization of photonic waveguide bends for low index contrast material platforms
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
针对低折射率对比平台紧凑弯曲损耗问题，提出椭圆宽度调制弯曲结构，在6微米半径下实现0.22 dB/90°损耗，比传统圆形弯曲降低40%，并开发了考虑宽度调制的解析损耗模型。
2026-06-16 physics.optics
Ultra-thin silicon-on-insulator waveguide bend based on truncated Eaton lens implemented by varying the guiding layer thickness
具有不同几何形状的绝缘体上硅（SOI）波导已被用于设计各种集成光学部件。减小SOI波导的弯曲半径，降低弯曲损耗，对于减小光波电路的占地面积至关重要。与传统的SOI波导相比，超薄SOI波导的传输模式在芯层中的限制更少，并且可以穿透衬底和包层，从而导致更高的弯曲损耗。虽然已经利用各种弯曲机制来减少传统SOI波导的弯曲损耗，但是超薄SOI波导弯曲尚未被详细研究。在本文中，我们提出了一个60 nm厚的SOI波导弯曲的基础上，通过改变引导层的厚度实现截断伊顿透镜。三维全波模拟表明，所设计的波导弯曲，半径为3.9 $μm$，减少弯曲损耗从3.3到0.42分贝在1550 nm的波长。此外，1260-1675 nm波长范围的弯曲损耗低于0.67 dB，而C波段的弯曲损耗低于0.45 dB。
2020-01-19 physics.app-ph physics.optics
Metasurface-dressed two-dimensional on-chip waveguide for free-space light field manipulation
我们表明，超颖表面涂层的二维（2D）平板波导，使任意复杂的光场的产生相结合的光学超颖表面的波前控制与光子集成电路的紧凑性的极端的多功能性和自由。我们展示了片外二维聚焦和全息投影与我们的超表面修饰的光子集成器件。这项技术为许多其他需要完全片上集成的2D光场操纵的光学应用提供了潜力，例如固态LiDAR和近眼AR/VR显示器。
2022-01-23 physics.optics
Observation of Brillouin scattering in a high-index doped silica chip waveguide
本文在高折射率掺杂 silica 芯片波导中观测到布里渊背向散射，测得16 GHz频移，与理论预测和数值模拟高度吻合。
2023-05-19 physics.optics
Low-index contrast waveguide bend based on truncated Eaton lens implemented by graded photonic crystals
低折射率对比度波导是无源集成光学器件中不可缺少的一部分。降低弯曲损耗的二氧化硅波导的弯曲半径是实现二氧化硅平面光波导电路小型化的关键。伊顿透镜是一种梯度折射率透镜，可以将平行光线弯曲90°、180°或360°。我们提出了一种低损耗和紧凑的90°波导弯曲的半径为9 $μ$ m的截断伊顿透镜设计。采用全波二维有限元法对所设计的渐变光子晶体弯曲器的性能进行了分析。C波段的平均弯曲损耗为0.9dB，而1260- 1675 nm波长范围的平均弯曲损耗为1.05dB。所提出的设计策略可以应用于其他低折射率对比度波导。
2019-04-24 physics.app-ph physics.optics
Single mode waveguide platform for spontaneous and surface-enhanced on-chip Raman spectroscopy
我们回顾了自发拉曼光谱和表面增强拉曼光谱（SERS）的分析物的倏逝波激发以及倏逝波收集拉曼信号使用互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的单模波导的基础上的芯片上的方法。信号直接从分析物分子收集，或者通过集成在波导顶部的等离子体纳米天线收集。波导的几何形状和/或天线的几何形状的设计的灵活性使得能够优化收集效率。此外，传感器可以与附加功能（源，检测器，光谱仪）集成在同一芯片上。在本文中，介绍了基本的理论概念，以确定关键的设计参数和一些概念验证的实验结果进行了审查。
2016-09-15 physics.optics
On-chip coherent beam combination of waveguide amplifiers on Er$^{3+}$-doped thin film lithium niobate
该研究在Er: TFLN平台上利用电光调制器实现两个波导放大器的片上相干光束合成，获得12.9 mW输出功率，超过此前同类单波导放大器。
2023-08-17 physics.optics
On-Chip Phase-Shift Induced Control of Supercontinuum Generation in a Dual-Core Si$\mathbf{_{3}}$N$\mathbf{_{4}}$ Waveguide
本文利用强耦合双芯波导的空间自由度，通过Mach-Zehnder输入电路相移选择超模激发以控制色散，实现了在相同片上电路中产生截然不同的超连续谱。
2023-07-08 physics.optics
On-chip parametric amplification with 26.5~dB gain at telecommunication wavelengths using CMOS-compatible hydrogenated amorphous silicon waveguides
首次研究了氢化非晶硅光波导中的参量放大。本文报道了在电信波长上可达26.5dB的宽带开关放大。测得的非线性参数为770~ $\textrm{W}^{-1} \textrm{m}^{-1}$，非线性吸收为28~ $\textrm{W}^{-1} \textrm{m}^{-1}$，带隙为$1.61$ ~eV。
2011-02-04 physics.optics
High Transmission in 120-degree Sharp Bends of Inversion-symmetric and Inversion-asymmetric Photonic Crystal Waveguides
该研究通过对比有/无反演对称性的三角形光子晶体的弯曲传输特性，发现120度急弯高传输仅由畴壁构型决定、与反演对称性无关，且和弯曲段局部拓扑偏振奇点相关，拓展了高传输光子晶体波导的范围。
2025-01-19 physics.optics
Polymer multimode waveguide bend based on a multilayered Eaton lens
减小低折射率对比度波导的弯曲半径对于减小集成光学元件的尺寸是至关重要的。提出了一种基于伊顿透镜的聚合物多模波导弯曲。光线追迹计算被用来截断伊顿透镜，以提高弯曲的性能。透镜的截断也减少了弯曲的覆盖区。所设计的波导弯曲半径为18.4 $μm$，由同心圆柱多层结构实现。在光通信的C波段中，分别对于$TM_0$和$TM_1$模式实现了0.69和0.87 dB的平均弯曲损耗。在1520-1675 nm的带宽内，两种模式的弯曲损耗均小于1 dB。
2019-06-26 physics.app-ph physics.optics
Compact On-Chip crystalline Resonator Integration with Etching Tapered Fiber Waveguide
回音壁模式晶体谐振器目前保持最好的品质因数（Q）记录，然而，尽管已经开发了各种耦合架构，但是紧凑的片上封装仍然是一个挑战。本文提出了一种在硅基片上制作小型化锥形光纤波导的化学腐蚀方法。实现了Marangoni效应以减小圆锥区域的表面粗糙度。实验结果表明，该晶体谐振器的光损耗为0.1dB/mm，Q值超过108。此外，在封装中植入TEC以主动定制温度，18 pm/K的温度响应与理论计算一致。
2022-12-14 physics.optics
Bends and splitters in graphene nanoribbon waveguides
我们研究了石墨烯纳米波导中的弯曲和分束器的性能。虽然石墨烯波导本身是有损耗的，我们表明，弯曲和分裂器不会引起任何额外的损失，只要纳米宽度是亚波长。我们使用传输线理论来定性地解释在我们的模拟中观察到的行为。我们的研究结果为实现在太赫兹区域工作的超紧凑器件铺平了一条有前途的道路。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spatial-spectral mapping for long-duration broadband terahertz pulse generation in on-chip waveguide arrays
本研究通过芯片梯度波导阵列实现长持续宽带太赫兹脉冲生成，解耦时间和频域特性，展示出在生物传感中的应用潜力。
2025-12-11 physics.optics
Ultra-Efficient On-Chip Supercontinuum Generation from Sign-Alternating-Dispersion Waveguides
完全集成的片上超连续谱源对于实现便携式和机械稳定的医疗成像设备、化学传感和激光雷达等应用至关重要。然而，目前超连续谱产生方案的低效率阻碍了完全的片上集成。在这封信中，我们提出了一个方案，其中集成超连续谱产生的输入能量要求大大降低了数量级，带宽产生的顺序为500至1000 nm。在CMOS兼容的氮化硅波导中，通过改变色散的符号，我们实现了效率提高了3800倍。我们表明，在高光谱能量下产生大带宽超连续谱的脉冲能量要求（例如，1/e水平）从纳焦耳降低到6皮焦耳。降低的脉冲能量要求使得芯片集成的激光源（例如非均匀锁模或混合集成二极管激光器）可以用作泵浦源，从而实现完全集成的片上高带宽超连续谱源。
2022-11-25 physics.optics
Photonic integration of lithium niobate micro-ring resonators onto silicon nitride waveguide chips by transfer-printing
本文首次通过转移印刷技术将铌酸锂微环谐振器集成到氮化硅波导芯片上，实现了异质光子集成，测得加载品质因数超过32000。
2022-09-08 physics.optics
Exact equivalent-profile formulation for bent optical waveguides
分析通过波导弯曲的光引导的一种普遍的、直观的和计算上廉价的方法是通过引入具有修改的折射率分布以考虑实际波导弯曲的等效直波导。在这里，我们修改了常用的等效折射率公式，结束了其简单的扩展，使严格的治疗一维和二维限制，均匀弯曲的波导，包括紧密盘绕的微结构光纤，弯曲脊波导和环形微谐振器。我们还表明，这种技术只适用于各向同性或单轴各向异性材料组成的波导，各向异性轴垂直于曲率平面。
2006-04-28 physics.optics
Erbium-doped lithium niobate waveguide amplifier enhanced by an inverse-designed on-chip reflector
本研究提出一种由逆向设计片上反射器增强的3.6厘米长铒掺杂铌酸锂波导放大器，在消除双向泵浦需求降低系统复杂性的同时，实现了40.5 dB内部净增益，为高密度光子集成系统提供新策略。
2025-04-05 physics.optics
Direct laser written polymer waveguides with out of plane couplers for optical chips
光技术要求波导网络具有高集成度、低损耗和操作简单的特点。在这里，我们提出了聚合物波导制作的负性光致抗蚀剂通过双光子光刻直接激光写入，并显示其性能的详细参数研究。具体而言，我们生产的波导具有弯曲半径低至40 μm，插入损耗约为10 dB，损耗系数小于0.81 dB/mm，有助于在300 μm x 300 μm的写入场中实现高集成密度。一种新颖的三维耦合器设计允许耦合控制以及通过显微镜物镜在单个视场中直接观察输出。最后，我们提出了分束装置，以构建更大的光网络，我们表明，波导材料是兼容的量子发射器的集成。
2017-03-24 physics.optics
On-Chip Silicon Waveguide Bragg Grating Photonic Temperature Sensor
电阻测温法是一种经过时间考验的温度测量方法。近年来，基于电阻的方法的基本限制激发了人们对开发光子温度传感器作为可行的替代方案的极大兴趣。在这项研究中，我们证明了我们的光子温度计，它由一个集成了布拉格光栅的硅波导组成，可用于测量温度变化范围从5 C到160 C的综合扩展不确定度[k = 2 ; 95%置信水平]为1.25摄氏度。传感器的计算模型预测的谐振波长和有效折射率的测量值的4%以内。
2015-08-05 physics.optics
Guided mode meta-optics: Metasurface-dressed nanophotonic waveguides for arbitrary designer mode couplers and on-chip OAM emitters with configurable topological charge
超颖表面在自由空间裁剪复杂光场方面取得了丰硕的成果。然而，应用元光学的概念来完全控制波导模式的系统研究仍然是难以捉摸的。在这里，我们提出了一个全面的目录，能够选择性地和排他性地激发几乎任意的高阶波导模式的利益，利用硅超颖表面图案化的氮化硅波导。通过同时设计超颖表面的相位匹配梯度和纳米天线近场与目标波导模式之间的矢量空间模式重叠以用于激励，成功地发射了单个或多个高阶模式，具有高达98%的高纯度和宽带宽。此外，理论上还证明了片上扭曲光发生器具有从-3到+2的可配置OAM拓扑电荷\ell，作为超表面使能导模光学的综合框架，并激励进一步的应用，如多功能集成耦合器，解复用器和基于模分复用的通信系统。
2021-11-03 physics.optics
Exceptional coupling in extreme skin-depth waveguides for extremely low waveguide crosstalk
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；Purdue University（普渡大学）
针对光子芯片集成密度受波导串扰限制的问题，提出利用极浅表皮深度波导的奇异耦合实现串扰完全抑制，在SOI平台验证效果，可缩小芯片面积。
2020-02-24 physics.optics
Reflectionless Plasmonic Right-Angled Waveguide Bend and Divider Using Graphene and Transformation Optics
在这项工作中，提出了一种等离子体直角波导弯曲和分配器。利用变换光学（TO）方法，得到了弯曲和T形分配器的变换介质。这种具有连续折射率的介质是在太赫兹频率范围内借助石墨烯实现的，这是在90度曲线上有效引导表面等离子体激元（SPP）传播的关键。具有这种能力的组件是有前途的太赫兹器件的应用。
2021-03-03 physics.app-ph physics.optics
Study of waveguide background at visible wavelengths for on-chip nanoscopy
片上超分辨光学显微镜是一个新兴的领域，依赖于波导激发与可见光。在这里，我们调查两种常用的高折射率波导平台，五氧化二钽（Ta $_2$ O $_5$）和氮化硅（Si $_3$ N $_4$），相对于它们的背景与激发在488-640 nm的范围内。通过成像荧光珠来估计来自这些波导的背景强度。还测量了来自这些波导平台的背景的光谱依赖性。对于640 nm波长激发，两种材料都具有弱背景，但对于Si 3 N4，背景对于较短波长逐渐增加。进一步研究了波导背景对直接随机光学重构显微镜（dSTORM）单分子定位精度的影响。Si $_3$ N $_4$在488 nm处的背景的增加被示出为降低定位精度，从而降低重构图像的分辨率。两种材料在640 nm处的定位精度非常相似。因此，对于较短波长的应用，Ta $_2$ O $_5$是优选的。通过改进的制造来减少来自Si $_3$ N $_4$的较短波长的背景将是值得追求的。
2021-01-25 physics.optics
An erbium-doped waveguide amplifier on thin film lithium niobate with an output power exceeding 100 mW
本文报道了一种输出功率达113 mW、增益16 dB的薄膜铌酸锂掺铒波导放大器，采用大模场面积波导与锥形连接实现单模传播，显著提升放大功率，助力片上高功率激光与放大系统。
2024-05-26 physics.optics
Anti-resonant acoustic waveguides enabled tailorable Brillouin scattering on chip
提出悬浮反谐振声波导SARAWs，在SOI平台上以紧凑结构同时支持前向与后向SBS，实现超过6.4 dB净增益、27.6 GHz频移和1,960机械品质因数。
2024-01-23 physics.optics
Chip-based f-2f interferometry in periodically tapered lithium niobate nanophotonic waveguides
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Peking University（北京大学）
本文提出一种周期性渐变铌酸锂波导，利用chi(2)和chi(3)非线性效应实现宽谱重叠的f-2f干涉测量，实现低脉冲能量下的载波-包络偏移频率检测。
2026-04-24 physics.optics
Meta-surface-enabled ultra-sharp multimode waveguide bends on silicon
模分复用（MDM）是一种通过在多模总线波导中使用多个模式信道来增加光互连的单波长链路容量的方法，在MDM系统中，为了路由数据，通常需要波导弯曲，特别是为了减少高密度光子集成电路（PIC）占用的芯片面积，需要使用超尖锐弯曲。本文提出并实现了一种新型的硅基超表面波导结构，该结构可以实现多模波导的低损耗和低串扰的超尖锐S型弯曲，并在三个模式通道的MDM光互连中实现了弯曲半径R=10μm的超尖锐S型弯曲。数值模拟结果表明，在宽的波长范围内（> 100 nm），超锐金属表面多模波导弯曲（MMWB）具有较低的附加损耗（0.2~0.5dB）和较低的模间串扰（<-30dB）。实验结果表明，所制备的S弯具有0.5~0.8dB的附加损耗和60 nm的模间串扰<-20 dB over a wavelength of >。实验结果部分受到测量设置的限制，特别是具有约-20dB的模间串扰的片上模（解）复用器。该多模波导可以扩展到三个以上的模式通道传输，为利用硅光子波导结构实现片上多模光互连奠定了基础。
2018-10-14 physics.app-ph physics.optics
Ultra-compact Silicon Multimode Waveguide Bends Based on Special Curves for Dual Polarizations
本文针对双偏振硅多模波导弯曲，比较自由曲线、贝塞尔曲线和欧拉曲线设计，发现基于自由曲线的6模MWB在1500-1600 nm波段损耗低于0.052 dB、串扰低于-25.97 dB，为偏振不敏感MDM-PDM集成光传输系统提供了高效设计方案。
2022-11-09 physics.optics
Ultrafast pulse generation in a mode-locked Erbium chip waveguide laser
报道了大模面积（直径~ 50 μm）的氟锆酸铒玻璃导波激光器锁模输出~1550 nm的变换限制~180 fs脉冲。被动锁模振荡器产生的脉冲带宽为25 nm，重复频率为156 MHz，峰值功率为260 W。可扩展到更高的重复率证明了在1.3 GHz的变换限制410 fs的脉冲输出。为了理解宽光谱输出的起源，通过使用数值解Ginzburg-Landau方程来模拟激光腔。本文报道了一种超快激光器--刻写波导激光器。
2016-10-23 physics.optics
On-chip arrayed waveguide grating fabricated on thin film lithium niobate
本文设计并利用PLACE技术在薄膜铌酸锂上制备了8通道AWG，实验测得片上损耗低至3.32 dB、单通道带宽1.6 nm，并表征了相邻与非相邻通道的串扰性能。
2023-05-29 physics.optics
Confined one-way mode at magnetic domain wall for broadband high-efficiency one-way waveguide, splitter and bender
我们发现旋磁块体材料的光子带隙可以很好地将单向模限制在磁畴壁。利用畴壁处的单向模，我们证明了可以用简单的结构实现光子单向波导、分束器和弯曲器，它们具有高效率、宽带、频率无关、无反射、抗串扰和抗无序的鲁棒性。另外，我们发现在我们的方案中，分束器和弯曲器可以通过磁控相互转换，这可能在所有光子集成电路中有很大的潜在应用。
2012-02-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Towards all-optical atom chips based on optical waveguides
本文从理论上研究了悬浮脊形光波导中两种主要单模双色倏逝光场中原子的相干导引。特别注意的是宽度大于光波长的波导，这提供了更好的横向稳定性的表面陷阱和波导，并可以用于相干布拉格分束器的物质波，基于由两个交叉的光波导的倏逝光波干涉形成的光栅。研究了原子倏逝波波导的单模区。讨论了全光原子芯片的总体结构和关键元件。
2019-12-19 physics.atom-ph physics.optics
Narrow linewidth Brillouin laser based on chalcogenide photonic chip
我们提出了第一个演示的窄线宽，波导为基础的布里渊激光器，这是使大的布里渊增益的硫属化物芯片。波导配备有垂直锥形，用于低损耗耦合。由于斯托克斯波的光反馈，激光阈值降低到360 mW，这是5倍低于计算的单程布里渊阈值相同的波导。激光器的斜率效率为30%，线宽为100 kHz，使用自外差法测量。
2013-07-26 physics.optics
1.23-Tb/s per Wavelength Single-Waveguide On-Chip Optical Interconnect Enabled by Mode-division Multiplexing
实验证明，采用片上模分复用和11 $\times$ 11多输入多输出（MIMO）数字信号处理，在单个绝缘体上硅（SOI）多模波导上实现了创纪录的每波长1.23 Tb/s的净容量。
2021-03-31 eess.SP physics.optics
On-chip detection of radiation guided by dielectric-loaded plasmonic waveguides
我们报告了一种新的方法，用于片上电检测的辐射引导的介质加载的表面等离子体激元波导（DLSPPW）和DLSPPW为基础的组件。通过在由硅（Si）衬底支撑的金（Au）焊盘的表面上制造DLSPPW组件来实现检测，硅（Si）衬底被供应有促进电连接的铝焊盘，其中在DLSPPW下方的特定位置中对金焊盘穿孔，以便允许DLSPPW引导的辐射的一部分泄漏到Si衬底中，在Si衬底中，DLSPPW引导的辐射被吸收并被电检测。我们提出了二维光电流地图时，激光束扫描整个金盘包含制造的DLSPPW组件，通过位于DLSPPW锥形终端光栅耦合器激发。通过比较扫描DLSPPW直波导时获得的光电流信号与DLSPPW跑道谐振器相关的光电流信号，我们首先确定背景信号电平，然后校正DLSPPW谐振器的光谱响应，发现与全波数值模拟获得的一致。开发的方法可以扩展到其他等离子体波导配置，并有利地用于快速表征复杂的等离子体电路。
2016-09-17 physics.optics
On-chip optical event horizon
在某些情况下，非线性克尔波导中的波的相互作用类似于发生在黑洞和白洞视界的物理现象。在这里，我们研究这种类比在一个集成的非线性光子结构，通过反射的连续波的强烈脉冲。在硅光子线波导中实验证明了连续波的频率转换，并通过使用广义非线性薛定谔方程的模拟来证实。该演示为在CMOS兼容波导平台上集成高效的全光信号处理功能铺平了道路。
2015-08-14 physics.optics
Bend-Free Multiarm Interferometers on Optical Chips
多臂干涉仪可以提高测量精度，并提供多参数测量能力。它们的实现需要多端口分束器，这一直是自由空间和集成光学领域的一个长期挑战。在这里，我们提出了一种新的类型的多端口干涉仪，适用于实现光学芯片。它们的预期优势超过标准的定向耦合器架构：任意数量的臂，平面架构和两个数量级的减少足迹，是通过完全基于有限调制光子晶格的布局实现的。光子晶格的逆设计是通过将光的传播限制为周期性图案来实现的。相应的干涉仪模型预测了最大$1/\sqrt{N}$灵敏度与臂数$N$的比例关系。虽然所提出的设计解决方案是无处不在的所有实现，在低和高折射率对比度平台的优点进行了讨论。最后，我们展望了干涉仪在分布式经典和量子测量中的应用前景。
2022-09-14 physics.optics
Planar Waveguide Circulating Gaussian Beam Resonators on a Silicon Photonic Chip
本研究提出一种硅基平板波导循环高斯光束谐振器设计，采用折叠腔结构与缝隙耦合方式，实现了高Q值与宽带工作，降低了侧壁粗糙度等带来的损耗和模式分裂影响。
2025-07-30 physics.optics
On-chip processing of optical orbital angular momentum
本文利用逆向设计提出可支持 l=1–4 涡旋模式的硅基十字形波导，通过动量匹配实现片上轨道角动量转换，并构建 XOR 逻辑门验证应用潜力。
2025-10-18 physics.optics
Ultrabroadband supercontinuum generation and frequency-comb stabilization using on-chip waveguides with both cubic and quadratic nonlinearities
使用氮化铝光子芯片波导，我们产生的光频梳超连续谱从500 nm到4000 nm的0.8 nJ的种子脉冲，并表明，可以通过改变波导的几何形状定制的频谱。由于氮化铝具有二次和三次非线性，光谱特征同时来自许多非线性机制：超连续谱产生，差频产生，二次谐波产生和三次谐波产生。作为综合多个非线性过程的应用之一，我们利用直接光电探测的方法来测量和稳定激光梳的载波包络偏移频率。此外，我们在3000 nm至4000 nm区域产生约0.3 mW，这对于分子光谱学是潜在有用的。从可见光到中红外线的宽带光产生与简化的自参考相结合，为现场的光谱学和计量学提供了一条通往稳健梳状系统的道路。
2017-04-12 physics.optics
Polarization-Insensitive Integration of Nanoparticle-on-a-Slit Cavities with Dielectric Waveguides for On-chip Surface Enhanced Raman Spectroscopy
本研究提出并实验验证了NPoS等离子体腔与硅基氮化硅狭缝波导的偏振不敏感集成方案，可通过TE和TM基模驱动腔，结合金纳米球确定性定位实现片上BPT分子表面增强拉曼光谱检测，为片上等离子体腔集成应用提供支撑。
2024-10-21 physics.optics
Suspended waveguide-enhanced near-infrared photothermal spectroscopy for ppb-level molecular gas sensing on a chalcogenide chip
本研究提出悬空硫化物玻璃波导增强的近红外光热光谱技术，实现ppb级分子气体传感，检测限达330 ppb，动态范围接近6个数量级，响应时间小于1秒。
2025-12-13 physics.optics
On-Chip Chemical Sensing Using Double-slot Silicon Waveguide
在本文中，我们提出了使用双缝硅波导马赫曾德尔干涉仪的折射率测量。我们提出了一种双槽波导，提供了最好的灵敏度和检测极限相比，线和单槽波导。我们展示了单模波导和双缝波导之间的超低损耗耦合，以及双缝激励的实验证明。双缝波导被用来演示一个高灵敏度的浓度传感器。使用非平衡Mach-Zehnder作为传感器装置，以证明去离子水中氯化钾的浓度。通过实验可以获得700 nm/RIU的灵敏度和7.142 e ^-6 RIU的检测限。据我们所知，所展示的灵敏度是片上引导波导感测方案的最高灵敏度。
2023-02-09 physics.app-ph physics.optics
On-chip erbium-doped lithium niobate waveguide amplifiers
绝缘体上叠层锂（LNOI）作为一种新兴的、有前途的光集成平台，面临着片上有源器件（包括激光器和放大器）的不足。本文报道了基于电子束光刻和电感耦合等离子体反应离子刻蚀的片上掺铒低噪声光波导放大器的制作。在974 nm连续激光泵浦下，在通信波段获得了约30 dB/cm的净内增益。该工作为开发新型的低噪声光学有源器件提供了理论基础，将对低噪声光学集成光子学的发展起到积极的推动作用。
2021-03-29 physics.app-ph physics.optics
Transport of topologically protected photonic waveguide on chip
本文提出利用具有相反谷陈数的光子晶体之间的狄拉克点波导，为片上拓扑光子波导引入宽度自由度，并据此设计了高效能量集中器和任意比例功率分配器，为集成光子网络提供了灵活平台。
2023-04-25 physics.app-ph physics.optics
