学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
光子集成中的MMI型环形波导谐振腔的特性分析及结构设计
作 者: 马艳华
导 师: 任晓敏
学 校: 北京邮电大学
专 业: 电磁场与微波技术
关键词: 光子集成(PICs) 环形波导谐振腔 传输矩阵法 MMI耦合器 湿法刻蚀
分类号: TN256
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
下 载: 120次
引 用: 1次
阅 读: 论文下载
内容摘要
本论文工作是围绕国家“973”计划项目“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”(项目编号:2003CB314900)展开的。光子集成器件相对于分立器件具有尺寸小、成本低、性能优越和可靠性高等诸多优点,已成为光通信和光电子领域科学家关注的研究热点。光子集成技术的进步一方面依赖于半导体工艺水平的提高,另一方面则需要新结构器件的提出及运用。环形波导谐振腔具有尺寸小,结构简单,利于集成,可实现功能多等优点,在未来高密度、大规模的光子集成器件中有很好的应用前景。本文对多模干涉(MMI)型环形波导谐振腔的特性进行了详细的理论分析,设计出了InP/InGaAsP多层结构的MMI型环形波导谐振腔,并初步摸索了它的制备工艺。论文的主要工作内容如下:1.系统总结了目前主要的光子集成技术,介绍了环形波导谐振腔的原理、性能指标及其在光子集成器件中的应用,阐述了多模干涉(MMI)结构的原理与应用;2.在传统传输矩阵分析法的基础上引入MMI耦合器的功率损耗系数,分别推导出单环与串联双环的传输函数的通用公式,并讨论了环形波导的传输损耗系数、等效折射率、MMI耦合器的损耗系数、耦合系数与环形波导半径等参数对输出频谱特性的影响;3.设计MMI型环形谐振腔的外延层及波导结构并进行分析,满足了波导的单模传输、低偏振以及与单模光纤的高效耦合的要求,同时,对MMI耦合器进行设计以获得自由分光比,并对多种设计方法进行分析与比较;4.对设计的器件进行湿法刻蚀试验。首先进行腐蚀液的选取及其对不同材料腐蚀速度的测试,然后根据得到的腐蚀时间对器件进行光刻及腐蚀,最后对实验所得结果进行原因分析。
|
全文目录
摘要 4-6 ABSTRACT 6-10 第一章 绪论 10-22 1.1 InP基光子集成技术 10-14 1.1.1 InP基光子集成技术简介 10-11 1.1.2 InP基光子集成技术的发展现状 11-14 1.2 环形波导谐振腔 14-17 1.2.1 环形波导谐振腔简介 14-15 1.2.2 环形波导谐振腔在光子集成中的应用 15-17 1.3 论文结构安排 17-18 参考文献 18-22 第二章 环形波导谐振腔的原理及其性能指标 22-32 2.1 环形波导谐振腔的原理 22-25 2.1.1 环形波导谐振腔工作原理 22 2.1.2 环形波导谐振腔分类 22-23 2.1.3 环形波导谐振腔性能指标 23-24 2.1.4 环形波导谐振腔波导材料选择 24-25 2.1.5 环形波导偕振腔的分析方法 25 2.2 MMI的工作原理及应用 25-29 2.2.1 MMI的工作原理 26-27 2.2.2 MMI的应用 27-29 参考文献 29-32 第三章 MMI型环形波导谐振腔的特性分析 32-53 3.1 对传统的传输矩阵法进行修正 32 3.2 单环波导谐振腔(一环一MMI)的特性分析 32-40 3.2.1 传输函数的推导 32-33 3.2.2 谐振点处特性分析 33-34 3.2.3 环形谐振腔各参数对传输函数的影响 34-40 3.2.4 结论 40 3.3 串联双环波导谐振腔(两个环形波导三个MMI)的特性分析 40-51 3.3.1 下路通道传输函数的推导 40-43 3.3.2 传输特性影响参数分析 43-50 3.3.3 结论 50-51 参考文献 51-53 第四章 MMI型InP/InGaAsP环形波导谐振腔的波导设计 53-65 4.1 环形谐振腔的外延层设计与波导结构选择 53-54 4.2 环形谐振腔端口的设计 54-56 4.2.1 单模传输 55 4.2.2 偏振不敏感 55-56 4.2.3 与光纤低损耗耦合 56 4.3 MMI耦合器结构的设计 56-63 4.3.1 角型MMI耦合器 57 4.3.2 中间带有间隙的多模波导结构 57-59 4.3.3 MMI—MZI结构 59-60 4.3.4 改变MMI波导的长度 60-61 4.3.5 在MMI两波导臂之间的部分刻槽 61-63 4.3.6 结论 63 参考文献 63-65 第五章 MMI型InP/InGaAsP环形波导谐振腔的制备 65-75 5.1 刻蚀工艺简介 65 5.2 湿法刻蚀环形波导谐振腔 65-73 5.2.1 InP/InGaAsP系材料的腐蚀液选择、溶液配比以及腐蚀速度测试 65-69 5.2.2 环形腔的初步腐蚀 69-73 5.3 结论 73 参考文献 73-75 致谢 75-76
|
相似论文
- 超透镜中电磁波的传输,O451
- 光纤光栅温度特性研究,TN253
- 黑硅材料的制备及特性研究,TN304.12
- 缺陷态一维光子晶体液体传感器及Fibonacci准晶光子晶体的研究,TP212.14
- AZO薄膜表面织构机理和表面织构均匀性的研究,O484.1
- N面出光980nmVCSEL的工艺研究,TN248
- FBG光谱展宽效应及其在轨道交通传感的应用,TP212
- 光子晶体中光传输特性的理论研究,O734
- 一维光子晶体体系的相干热辐射特性研究,O736
- 一维非线性光子晶体光限幅器的数值分析,O734
- 光子晶体分形及滤波特性研究,O734
- 光子晶体负折射特性及其应用的研究,O734
- Ta_2O_5反蛋白石结构光子晶体的制备及其光学特性的研究,O734
- 顶发射白光有机电致发光器件的对比度的理论研究,TN383.1
- 可用于光通信的一维光子晶体特性的研究,O734
- 啁啾相移光纤光栅的光谱特性分析及其应用,TN253
- 有机微腔电致发光器件发光特性的理论和实验研究,TN383.1
- 数值研究含有特异材料光子晶体的传输特性,O734
- 一维光子晶体理论分析及在光通信中的应用,TN253
- SPR特性研究及其在复折射率测量中的应用,O534
- GaAs微探尖的制备、剥离与集成,TN16
中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 波导光学与集成光学 > 集成光学器件
© 2012 www.xueweilunwen.com
|