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王明华

光波导理论与集成光学器件研究

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姓名：王明华
目前身份：
担任导师情况：
学位：
学术头衔：

博士生导师
职称：-
学科领域：

耳鼻咽喉科学
研究兴趣：光波导理论与集成光学器件研究

个人简介

王明华教授，1965年7月毕业于浙江大学无线电系无线电技术专业；1965年8月任教于浙江大学无线电系半导体技术专业，从事硅基集成电路科研与集成电路原理与技术教学工作。1979年起负责创建光电子技术研究室及光电子技术专业。1981年9月受国家派遣赴日本东京大学电子工学科，师从著名集成光学专家多田邦雄教授，学习并从事化合物半导体材料光波导理论与集成光学器件研究工作。1983 年9月回国后承担浙江省科委重点科研项目，国家自然科学基金项目以及首届国家863计划项目，开展GaAs材料光波导及高速光调制器芯片研究，并于1986年开始研究生的培养工作。
1991年9月，获得包玉刚留学奖学金，再次赴东京大学多田邦雄教授研究室，与多田教授联合培养博士生一名，在国家863计划项目和国家自然科学基金项目资助下，研制成功具有创新结构的GaAs 基行波超高速光调制器，3dB带宽超过3OGHz 。随后进一步开展了GaAs基和InP基多量子阱材料波导型与电吸收型超高速光调制器研究，将非对称祸合量子阱引入到多量子阱光波导材料，研制成功M-Z干涉光波导器件，微波带宽达到20GHz以上。光开关是光纤通信系统中的关键器件之一，先后完成多项国家自然科学基金项目，2004年度又获得国家自然科学基金重点课题，深入研究化合物半导体材料全内反射型光开关及阵列。集成化多模干涉器件是一种性能优良，用途广泛，设计与工艺都比较简单的新型集成光学器件，目前除研制实用型MMI光功分器以外正在进行三维集成研究。
课题组是由三名教授，二名副教授组成的以年轻人为主的研究群体，在光波导理论与集成光学器件研究方面积累二十多年的经验。先后承担863 计划项目，国家自然科学基金项日，“ 973”计划子项目共十五项，培养博士毕业生十一名，先后发表研究论文近百篇。目前正以较高的起点深入进行光波导理论与集成光学器件研究工作。

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2005-08-02

【期刊论文】GsAIAs/GaAs量子阱行波Mach-Zehnder光调制器电极传输线的微波响应*

王明华，周剑英，李锡华，周小平，陈克坚，赵旭

半导体学报，2003，24（11）：1206～1210，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

研制了利用直线法设计的基于GaAs衬底上的Mach-Zehnder行波光调制器。波导层使用了场诱折射率改变量较大的非对称多量子阱结构，采用脊型波导，并湿法刻蚀出台面以消除波导区以外的载流子引起的损耗。调制器电极微波特性测试结果表明频率响应在2.5～20GHz没有明显的起伏，但在低频段响应下降很快，另外微波损耗较大，计论了其原因和改进方法。

调制器，马赫-曾德尔，多量子阱

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2005-08-02

【期刊论文】2

王明华， Hao Feng， Xihua Li， Zhuoya Yang， and Minghua Wang

Appl. Phys. Lett. 60 (23), 8 June 1992，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

We report on the first 2

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2005-08-02

【期刊论文】Experimental Demonstration of Two-Dimensional Multimode-Interference Optical Power Splitter

王明华， SUN Yi-Ling，， JIANG Xiao-Qing， YANG Jian-Yi， TANG Yi， WANG Ming-Hua

CHIN.PHYS.LETT. 20, 12 (2003) 2182～2184，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

A two-dimensional multimode-interference optical power splitter is designed and demonstrated. The new device can be used for the optical power splitting in two transverse directions. Silicon-on-insulator technology is utilized to fabricate the device. The performance of the device is tested.

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2005-08-02

【期刊论文】Fabrication of an 8

王明华， LI Xia**， LI Xi-Hua， JIANG Xiao-Qing， WANG Ming-Hua

CHIN.PHYS.LETT. 21, 8 (2004) 1556～1557，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

Based on the principle of the graded-index multimode interference (MMI), an 8

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2005-08-02

【期刊论文】Improved approach to low-loss and high-uniformity MMI devices

王明华， Rui Yin*， Jianyi Yang， Xiaoqing Jiang， Jin Li， Minghua Wang

Optics Communications 181 (2000) 317-321，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

Improved approach to low-loss and high-uniformity multimode interference MMI devices is proposed in this paper. An optimized index contrast is selected to decrease the propagation constant errors of modes near cutoff in the MMI region. 1

Multimode interference， Self-imaging

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2005-08-02

【期刊论文】Photon-Induced Total-Internal-Reflection All-Optical Switches

王明华， Xiao Qing Jiang， Jian Yi Yang， Heng Zheng Zhan， Ke Jian Chen， Yi Tang， Xi Hua Li， and Ming Hua Wang

IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2004, 16 (2) 443～445，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

An all-optical switch is demonstrated. The switch is based on the photon-induced carrier effect and the principle of the total internal reflection (TIR). An asymmetric Y-branch with multimode waveguides is designed and fabricated on GaAlAs/GaAs epitaxial materials. The 805-nm light is used to activate the carrier effects and generate the total-reflection effect at the branch. The device is characterized at the wavelength of 1.31m. Its extinction ratio is larger than 18.0dB when the injected optical density is 15

All-optical switch， integrated optics， photon-induced， total internal reflection.，

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2005-08-02

【期刊论文】Polymer-Based Electrooptical Circular-Polarization Modulator

王明华， Jianyi Yang， Qingjun Zhou， Xiaoqing Jiang， Minghua Wang， and Ray T. Chen

IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2004, 16 (1) 96～98，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

An integrated circular-polarization modulator (CPM) is designed and fabricated with electrooptic (EO) polymeric materials employing contact poling. Tilted-poling is employed to activate the conversion between TE and TM modes, while the tensor nature of the poled polymeric materials is used to generate the phase-difference modulation. With appropriate voltage control, the outputs at the 45-tilted linear, left-hand-circular (LHC), 45-tilted linear, and right-hand-circular (RHC) polarization states are achieved. The extinction ratios at the linearly polarized states are larger than 25dB.

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2005-08-02

【期刊论文】Structure with improved self-imaging in its graded-index multimode interference region

王明华， Rui Yin， Xiaoqing Jiang， Jianyi Yang， and Minghua Wang

Yin et al. 19, (6) 1301～1303，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

Propagation constant errors (PCEs) of guided modes in regions of multimode interference in optical networks were analyzed. Results show that a graded-index waveguide can effectively decrease the PCEs. An example based on an exponential function is presented. Numerical results show that addition of a graded-index waveguide greatly improves device performance in this structure.

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2005-08-02

【期刊论文】二维限制多模干涉器非对称自映像特性

王明华，江晓清，马慧莲，毛慧玲

中国激光，2002，29（3）：254～256，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

采用导模传输法分析了二维限制多模干涉器（MMI）的自映像效应，详细讨论了二维限制MMI器件的非对称自映像性质，并用三维全矢量光束传输法验证了分析结果。

二维限制多模干涉器，自映像效应，功分器

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2005-08-02

【期刊论文】聚合物热光可变光衰减器*

王明华，李鹰，江晓清，李锡华，唐奕，张涛，沈玉全

光学学报，2003，23（10）：1187～1190，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

提出一种旁路结构聚合物热光可变光衰减器（vnabJe optical attenuator，VOA）的设计，采用旁路波导可提高衰减效率并降低串扰软件模拟验证，无司距旁路VOA衰减可达28dB，比未加旁路波导的相同结构VOA增10dB，但同时插入损耗增加0.3dB，串扰低于-44dB，理论功耗为40mW。采用倒脊形结构研制了原理性的热光聚合物VOA，测得衰减大于11dB，相应输入电流为66mA，具有明显的热光效应。

可变光衰减器，旁路波导，聚合物，热光效应

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2005-08-02

【期刊论文】2

王明华， Hao Feng， Xihua Li， Zhuoya Yang， and Minghua Wang

Appl. Phys. Lett. 60 (23), 8 June 1992，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

We report on the first 2

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2005-08-02

【期刊论文】Improved approach to low-loss and high-uniformity MMI devices

王明华， Rui Yin*， Jianyi Yang， Xiaoqing Jiang， Jin Li， Minghua Wang

Optics Communications 181 (2000) 317-321，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

Multimode interference， Self-imaging

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2005-08-02

【期刊论文】Fabrication of an 8

王明华， LI Xia**， LI Xi-Hua， JIANG Xiao-Qing， WANG Ming-Hua

CHIN.PHYS.LETT. 21, 8 (2004) 1556～1557，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

Based on the principle of the graded-index multimode interference (MMI), an 8

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2005-08-02

【期刊论文】GsAIAs/GaAs量子阱行波Mach-Zehnder光调制器电极传输线的微波响应*

王明华，周剑英，李锡华，周小平，陈克坚，赵旭

半导体学报，2003，24（11）：1206～1210，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

调制器，马赫-曾德尔，多量子阱

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2005-08-02

【期刊论文】聚合物热光可变光衰减器*

王明华，李鹰，江晓清，李锡华，唐奕，张涛，沈玉全

光学学报，2003，23（10）：1187～1190，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

可变光衰减器，旁路波导，聚合物，热光效应

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2005-08-02

【期刊论文】Polymer-Based Electrooptical Circular-Polarization Modulator

王明华， Jianyi Yang， Qingjun Zhou， Xiaoqing Jiang， Minghua Wang， and Ray T. Chen

IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2004, 16 (1) 96～98，-0001，（）：

-1年11月30日

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2005-08-02

【期刊论文】扩展多模波导全内反射型Y分叉开关的分析*

王明华，占恒正，江晓清**，陈克坚

光学学报，2003，23（10）：1187～1190，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

利用全内反射和波导理论，分析了多模波导反射区全内反射（Total Internal Reflection，TIR）型光开关的物理模型和降低串音和损耗的原因，给出改进Y分叉全内反射型光开关特征的近似计算方法。数值模拟表明，扩展多模波导的Y分叉全内反射开关的串音和损耗可分别下降15.5dB和0.65dB以上。

集成光学，光开关，全内反射(， TRI)，，多模波导