聚合物光子电路驱动的单片集成多功能ROADM模块

本文是一篇深入研究的科研论文，聚焦于"基于聚合物光子光波电路的单片多功能集成ROADM模块"这一主题。作者团队由Changming Chen等人组成，来自吉林大学的集成光学电子学国家重点实验室和超分子结构与材料关键实验室。他们的研究创新地将阵列波导滤波器(AWG)为基础的波长通道选择器、Mach-Zehnder干涉仪(MZI)热光波导开关阵列以及阵列波导实时延时(TTD)线路进行了单片集成，采用的是聚合物光子光波电路技术。 研究的核心内容是设计并制造了一种透明的可重配置光分插复用器(ROADM)，它能够在单一芯片上实现多种功能。核心材料包括负型氟化光刻胶，作为波导芯，以及接枝改性有机-无机杂化材料，作为包层，这些材料的选择对光波的传输性能至关重要。单芯片的传输损耗接近6 dB，具有极低的串扰，约为30 dB，显示出优异的光信号传输效率和隔离度。 在开关性能方面，实际测试显示不同热光开关的最大调制深度在1.9 V电压偏置下可达到15.5 dB，这表明其调制能力较强，适合于高速光通信应用。此外，单个开关的最大功耗控制在10 mW以内，体现出高效能和低能耗的特点。对于延迟时间，阵列波导TTD线提供了广泛的可调范围，从140 ps到20 ps，这对于需要精确定时的光纤网络设计来说是一个显著的优势。 该新型ROADM模块对于构建密集的波分复用网络具有很高的灵活性和扩展性，能够适应不断增长的数据传输需求。这种集成技术不仅简化了系统设计，降低了成本，还提高了整体系统的可靠性和稳定性。这项研究为高性能、低成本的光通信器件设计开辟了新的可能，并为进一步探索光子集成技术奠定了坚实的基础。