微環(huán)諧振腔在硅基光子集成器件中應用的研究.pdf

1、信息技術的發(fā)展使得人類的生活發(fā)生了巨大的變化，信息數(shù)據(jù)大批量增加，對信息容量、速度以及成本等都有更高的要求。硅基光電集成技術以其先進成熟的CMOS工藝技術、價格低廉、帶寬大、損耗低以及抗干擾性的優(yōu)勢，成為了當前研究熱點。針對硅基片上光電集成技術的發(fā)展和重大應用背景，利用硅基光波導器件與發(fā)光材料混合集成，開展可用于片上光互連的高性能光源及光子集成器件有著非常重要的意義，是國家的重大需求所在。本文以硅基微環(huán)諧振腔為基本單元，利用其體積小、結

2、構簡單、易調諧等特性，構建了幾種可用于硅基混合外腔激光器的可調諧微環(huán)反射腔鏡，搭建了硅基混合外腔激光器，研制了一種基于微環(huán)耦合系數(shù)可調與MZI混合結構的帶寬可調濾波器，并對這些結構進行了理論研究和實驗驗證。
　　本研究主要內容包括：⑴利用微環(huán)諧振腔的可調特性和濾波特性，結合片上光互連用光源對諧振腔單色性、可調諧性等要求，本論文設計并實驗制作了五種基于單環(huán)的反射腔鏡和三種基于雙環(huán)的反射腔鏡。實驗測得反射率最高為95％，最低為80%，

3、均可以滿足硅基混合外腔激光器對諧振腔的要求，并討論分析了影響器件反射率的因素。⑵采用RSOA與實驗制作的幾種硅基微環(huán)外諧振腔相結合，實現(xiàn)了硅基混合外反射腔型激光器和可調諧激光器，激光器輸出功率達到mW量級，邊模抑制比均在30 dB以上。通過對諧振腔的熱電極加熱可實現(xiàn)一個FSR范圍的波長調諧，中心波長可調諧效率為6.4mW/nm。⑶利用耦合模理論和微環(huán)諧振腔的可調特性及相干疊加特性，提出了一種基于微環(huán)耦合系數(shù)可調和MZI混合結構的帶寬可調