波导损耗马赫曾德干涉仪评估

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-28  

本检测详细阐述了利用马赫-曾德干涉仪评估波导损耗的技术体系。文章系统性地介绍了评估过程中的核心检测项目、适用范围、具体实施方法以及所需的关键仪器设备,为光波导器件与集成光路的设计、制造与性能验证提供了标准化的技术参考和操作指南。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

波导传输损耗:评估光信号在波导中传输时因材料吸收和散射引起的总功率衰减。

弯曲损耗:测量波导在弯曲状态下因辐射泄漏导致的额外功率损失。

散射损耗:量化由波导侧壁粗糙度或内部缺陷引起的光散射所导致的损耗。

材料吸收损耗:分离并评估波导核心与包层材料本身对特定波长光的吸收特性。

模式耦合损耗:分析不同传输模式间因不完美耦合而产生的能量转移与损失。

插入损耗:测量光信号从输入端口到输出端口经过整个波导器件后的总功率损失。

波长依赖性损耗:评估波导损耗随入射光波长变化的关系,分析其色散特性。

偏振相关损耗:测量波导对不同偏振态光信号传输损耗的差异。

均匀性评估:对同一晶圆上不同波导的损耗进行测量,评估工艺均匀性。

温度稳定性评估:分析波导损耗随环境温度变化的特性,评估其热稳定性

检测范围

硅基光波导:适用于硅、绝缘体上硅等硅基平台制备的各种条形、脊形波导。

氮化硅波导:针对基于氮化硅材料的光波导,评估其在可见光及近红外波段的损耗。

聚合物波导:适用于各类有机聚合物材料制备的柔性或平面光波导的损耗测量。

铌酸锂波导:针对钛扩散或质子交换法制备的铌酸锂波导,评估其电光调制器件的本征损耗。

二氧化硅波导:适用于火焰水解法或化学气相沉积法制备的玻璃基光波导损耗测试。

光子晶体波导:评估具有周期性结构的光子晶体波导的带边损耗与缺陷态损耗。

弯曲波导阵列:专门用于测量不同弯曲半径的波导阵列的弯曲损耗特性。

多模干涉耦合器:评估MMI等无源耦合器件内部的传输与分光损耗。

波导光栅:针对布拉格光栅或蚀刻光栅波导,评估其谐振峰外的背景传输损耗。

新型二维材料波导:适用于石墨烯、过渡金属硫化物等二维材料集成的微纳波导的初步损耗评估。

检测方法

透射强度法:通过直接测量输入与输出光功率,计算差值得到总插入损耗。

截断法:通过逐段切割波导并测量剩余长度对应的输出光强,绘制损耗与长度关系曲线。

干涉条纹对比度法:利用MZI产生的干涉条纹可见度(对比度)反演波导的损耗值。

相移法:通过分析MZI两臂光程差引起的相位变化与光强关系,提取损耗信息。

波长扫描法:在宽波长范围内扫描激光,分析MZI输出光谱的包络衰减以计算损耗。

参考臂校准法:在MZI中设置一个低损耗参考臂,以精确比对和测量待测臂的损耗。

偏振控制测量法:在光路中引入偏振控制器,分别测量TE和TM模式的偏振相关损耗。

温度循环测试法:将待测波导置于温控平台,在不同温度下重复测量以评估损耗温度稳定性。

空间分辨损耗成像法:结合近场扫描技术,对波导不同位置的散射光进行成像,定位高损耗区域。

多波长同步检测法:使用白光光源和光谱仪,同步获取多个波长下的干涉信息,高效评估波长依赖性。

检测仪器设备

可调谐激光器:提供波长连续可调、线宽窄、功率稳定的单色激光作为探测光源。

马赫-曾德干涉仪光路系统:核心装置,包含分束器、参考臂、待测臂和合束器,用于产生干涉。

高精度光学功率计:用于精确测量输入和输出光的光功率,要求动态范围大、灵敏度高。

红外摄像机或光束分析仪:用于观察和记录波导输出端面或表面的近场光强分布。

光谱分析仪:用于分析MZI输出的干涉光谱,获取波长相关的损耗信息。

偏振控制器与偏振器:用于生成和筛选特定偏振态的光,以进行偏振相关损耗测量。

精密光纤对准系统:包含多维微位移台,用于实现输入/输出光纤与波导端面的高效低损耗耦合。

温控平台:提供稳定的温度环境,用于研究波导损耗的温度依赖性。

光学隔离器:防止激光器受到后端反射光的影响,保证光源输出稳定性。

数据采集与处理系统:集成软件,用于自动控制仪器、采集数据并拟合计算最终的损耗系数。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院