-逶迤
2009
年芬兰
Helsinki
技术大学的
A.
S?yn?tjoki
等人研究了在狭缝波导中采用倾斜侧壁结构
的优越性。采用倾斜壁狭缝结构
波导的模式大多集中在狭缝的底部，有效模式的面积随着
狭缝底部宽度的减小而减小，由
此表明模式限制增强了。倾斜壁原子层沉积生长，采用钛
氧化物作为
ALD
的生长材料很好的用作狭缝的非线性填充材料。
<<
/p>
FEM
—
FimmWave
软
件
>
（
Advantages
of
Angled
Sidewalls
in
Slot
Waveguides------
A.
S?yn?tjoki
、
T.
Alasaarela
、
A.
Khanna
、
L.
Karvonen
）
2010
年日本北海道大学
Masa-
aki
KOMATSU
等人研究了水平狭缝波导高非线性特性
和低而
平坦的色散特性。数值模拟结果显示
6000/W/m<
/p>
的非线性系数，平坦色散带宽为
260nm,
制
作容差为±
10nm
。
<
FEM
>(
Highly-Nonlinear
Horizontal
Slot
Waveguides
with
Low
and
Flat
Dispersion--- Masa-aki
KOMATSU
、
Kunimasa
SAITOH
、
Masanori KOSHIBA)
2010
年
G.
Pandraud
等人研究了
SiC-
SiO
2
-SiC
水平结构的狭缝波导
。
1.3um
的波导测试的准
TM
模式传输损耗为
23.9
±
1.2dB/cm
。目前报道的最少损耗的垂直式
50
nm
单狭缝波导的
TE
模的损耗约为<
/p>
11.6
±
3.6dB/cm
。
SiC
材料的折射率小于
Si
但是远高于
SiO
2
，制作时有更
高的容差能力。
N
< br>SiC
=2.35
，
N
SiO2
=1.45
，通过改变波导结构测得在
狭缝厚为
238nm
，板厚为
108n
m
条件下最大的限制功率为
38%
。如
果减小横向尺寸，那么准
TE
模式将会消失，而准
TM
模不会有太多的影响。此结构的波导有望用于传感。
（
Demonstration
of
PECVD
SiC
–
SiO
–
SiC Horizontal Slot
Waveguides------G. Pandraud, A. Barbosa Neira, E.
Margallo-
Balbas, C. K. Yang, and
P
. M.
Sarro
）
<
cut-back
method
>
2009
年美国南加州大学和惠普实验室的
Lin
Zh
ang
等人研究在高非线性狭缝波导中实现宽
波长范围的统一色
散。扁平的色散特性能够用于信号处理，零色散在
302nm
波
长范围内达
±
0.12ps/nm/m
，非线性系数在
1550nm
时达到
4
300/m/W
，这种水平狭缝波导的底部采用
类似脊状波导的
结构参数控制色散。文中提出两种可能的水平狭缝波导材料：
As
2
S
3
（能够
减少整个双光子吸收的系数）和硅纳米晶体
Si
nc
（显著增加非线性系数）
。采用硫族狭缝
波导
比常规的条状波导的双光子吸收系数小
3
倍，可用于实现共振增
强的非线性器件；采
用硅纳米晶体狭缝波导虽然双光子吸收系数相应增加但是非线性系数
显著增加了，此特性
可用于设计低功耗的非线性器件。
<
FEM
—
3nm
><
/p>
（
Achieving
Uniform
Chromatic
Dispersion
over a Wide
Wavelength
Range in Highly Nonlinear Slot Waveguides----- Lin
Zhang
、
Yang
Yue
、
Yinying
Xiao-
Li
、
Jian
Wang
、
Raymond G.
Beausoleil
、
Alan E.
Willner
）
2010
年美国南加州大学和惠普实
验室的
Yinying
Xiao-Li
等人研究了在高非线性狭缝波导中
的平低色散。文中的波导采用水平波导，
Si
纳米晶体和硫系玻璃材料用作狭缝材料。在
S
i
纳米晶体狭缝材料中，超过
244nm
带宽，色散能达到
0
±
0.16ps
/(nm.m)
，非线性系数为
2874
/(W.m)
。在
As
2
S
3
狭缝波导材料中，超过
249nm
带宽，色散能达到
0
±<
/p>
0.17ps/(nm.m)
，
非线性系
数是
As
2
S
3
脊形波导的
16
倍，非线性特性是<
/p>
Si
条形波导的三倍。
<
FEM
>(
Flat
and
low
dispersion
in
highly
nonlinear
slot waveguides----- Lin
Zhang
，
Yang
Yue
，
Yinying
Xiao-
Li
，
Jian
Wang
，
Raymond G.
Beausoleil
，
Alan E. Willner)
2010
年美国南加州大学和惠普实
验室的
Lin
Zhang
等人研究在
狭缝波导中的扁平色散。文
中提出的条形和狭缝混合型波导产生的
553nm
波长范围的扁平色散为
0
±
16ps/()
，
是之前报道的扁平
度的
20
倍，此结构有三个零色散点。
低色散光可应用于数据信号的相位匹配使非线性相互作用最大化，还可用于低失真模拟信
号的精确光束控制，高带宽数据信号的传输。
提高色散曲线平坦度的方法有引入氮化硅重叠层或者采用狭缝结构。
（
Flattened
dispersion
in
silicon
slot
waveguides-------Lin
Zhang
、
Yang
Yue
、
Raymond
G.
Beausoleil
、
Alan
E. Willner
）
2010
年美国南加州大学和惠普实验室的
Ya
ng
Yue
等人研究了垂直狭缝波导的高效非线性特
性的减少。垂直式
SOI
狭缝波导结构能够减小
非线性，并且其呈现的大的负向色散特性会
引入相位失配从而进一步抑制非线性效应。单
缝结构波导的非线性系数的实部能从
120.05
减少到
16.11
/W/m
，双缝结构能减少到
6.77
/W/m
。可用于色散补偿和可调
谐光延迟。增加
狭缝宽度会减少有效模面积提高非线性，增加有效模面积能使非线性效应
减少。
<
全矢量
-FEM
>
（
Highly
efficient nonlinearity reduction in silicon-on-
insulator waveguides using
vertical
slots---- Yang Yue
、
Lin
Zhang
、
Jian
Wang
、
Raymond G.
Beausoleil
、
Alan E.
Willner
）
2010
年美国南加州大学
Alan
E. Willner,
Lin
Z
hang
综合总结了用于光通信的集成纳米硅波导
及器件。通过
修改波导结构参数能够将大部分光控制在狭缝层从而严格控制由狭缝材料引
起的有效非线
性特性。文中介绍了水平狭缝波导的物理特性，包括色散、非线性和双折
射。高低色散特
性可用于高速信号处理，强双折射效应用于偏振分束器和多路复用。
<
< br>FEM
>(
Integrated
nano-structured
silicon
waveguides
and
devices
for
high-
speed
optical
communications----- Alan E. Willner
综述
)
2010
年伦敦城市大学
D.M.H.
Leung,
B.M.A
Rahm
an
等人研究了在纳米截面硅狭缝波导的特
性。研究发现
H
场的三个分量在电介质表面是连续的，但
E
场分量是不连续的，在狭缝低
折射率区的强度显著增加。
<
H
场全矢量
FEM
>
（
Characterizatio
n
of
Nanoscale
Silicon
Photonic
Devices-----
D.M.H.
Leung,
B.M.A
Rahman,
M.A.
Ashraf,
H.
Tanvir,
kshmy,
A.
Agrawal, R. Kabir, and K.T.V.
Grattan
）
2010
年伊朗
Shiraz
大学与中国厦门大学共同合作研究了多狭缝微环波导的弯曲损耗特性。
该研究发现弯曲效
率能够通过采用非对称结构和非对称的中间带结构来得到提高。他们实
验证明了弯曲损耗
是非对称系数的函数。由于总光场限制在狭缝间隙中相当于增加了弯曲
半径，因此降低了
弯曲损耗。
（
Bending Loss Analysis
of Multiple-Slot Waveguide
Microrings----
-Alireza
Kargar
，
Hang
Guo
）
2010
年美国
Rochester
大
学
Yijing
Fu
等人研究了水平
结构多缝发光器件中抑制自由载流子
吸收的效应。在纳米硅中自由载流子吸收始终是阻碍
光增益的主要因素，采用狭缝结构，
多数的光子限制在
SiO<
/p>
2
薄层而不是纳米晶体硅中，光子与自由载流子在空间上分离，因
此，自由载流子吸收受到抑制，实验中证明了抑制效果是以前的
10
倍，此种结构的波导可
用于制成非线性光子器件。
（
Suppression
of
free
carrier
absorption
in
multi-slot
silicon
light
emission
devices------- Yijing
Fu
、
Karl
Ni
、
Philippe M.
Fauchet
）
2010
年美国南加州大学和惠普实
验室的
Yinying Xiao-
Li
等人共同研究了双狭缝波导中的色
散特性。为了克服原狭缝波导一维度的限制，文中提出对原结构修改成双向结构使得两维
度的限制光都能够传输，由于有这样的优势，其修改色散的能力就得到加强。文中重
点讨
论了随着几何参数的变化，线性和非线性色散特性在
λ
=1550nm
附近的变化。
（双狭缝结
构
是在水平
狭缝（中间
Si
3
N
< br>4
材料）的基础上再在狭缝层区剖开一条空气缝区）
<
FEM
>( Dispersion
Tailoring in Dual Slot Waveguide------ Yinying
Xiao-Li, Lin Zhang, Yang
Yue, Jian
Wang, Raymond G. Beausoleil, Alan E. Willner)
2010
年美国南加州大学
Yinying
Xiao-Li
研究了水平狭
缝中引入长方形次芯层结构的波导
（双槽波导）
。光场可限制在
二维空间。通过改变不同的几何参数，线性和非线性色散、双
折射效应都能进行扩展裁剪
。文中证明了色散常数点，双折射效应比普通波导高。
<
FEM
>
（
Light guiding
in a slot waveguide that includes an additional
confining core region------ Yinying
Xiao-Li
）
2010
年芬兰
Aalto
大学与美国
Arizona
大学的
Robert
A.
No
rwood
等人合作共同研究了二维
狭缝波导的偏振特性。文中
新型的狭缝波导结构能同时将准
TE
模式与准
< br>TM
模式强烈地限
制在低折射率狭缝区，从有效折射率、
限制因子、准
TE
模式与准
TM
模式的重叠积分等方
面分析它们的模式特征。在狭缝区的限制因子和双
极化重叠值能达到
0.4
至
0.5
。
双槽波导的双折射效应比普通波导高，
十字型槽波导的两偏振模式场分布的重叠低，文中
的
2D
狭缝波导能将准
TE
模式和准
TM
模式都限制在相同的低折射率狭缝材料区，并且有
可能达到零双折射。文中采用非晶硅作为高折射率材料
N
h
=3.58
，
SiO
2
作为狭缝材料
N
s
=1.46,
分别研究了封闭式
2D
< br>波导，开放式
2D
波导，
O
型
2D
波导，
U<
/p>
型
2D
波导。这种
结构的波导能用于实现随机偏振，实现磁光波导。
<
film
mode
matching
sol
ver---
FIMMWAVE
软件
>
（
Polarization
properties
of
two-dimensional
slot
waveguides-----
Amit
Khanna
、
Antti
S?yn?tjoki
、
Ari
Tervonen
、
Robert A.
Norwood
、
Seppo
Honkanen
）
2009
年斯坦福大学和加州理工学院的
Young
Chul
Jun
等人合作研究了硅基
狭缝波导中如何
提高光发射带宽的课题。
（
Broadband enhancement of light emission in silicon slot waveguides-
-逶迤
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