硅基微環(huán)諧振器傳輸特性的研究.pdf

1、微電子集成技術經(jīng)過半世紀的發(fā)展，所遵循的摩爾定律已接近極限，進一步發(fā)展遇到瓶頸，亟需技術突破。而“硅”這種制造大規(guī)模集成電路的半導體材料在電學特性研究和制造工藝改進領域已經(jīng)非常完善，很難實現(xiàn)技術突破。近年來硅基光子學的研究成果表明硅和硅基作為一種新型的光子材料除本身優(yōu)良的電學特性外也展現(xiàn)出了良好的光學特性，并在實驗室中初步實現(xiàn)了硅和硅基材料中光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)控、互連和探測等一系列功能。作為目前最具潛力的光電子集成方案之一，硅基光電子集

2、成技術是繼微電子集成技術之后的又一革命性技術，對于建設和實現(xiàn)未來信息化社會具有巨大的經(jīng)濟和戰(zhàn)略意義。
　　硅基微環(huán)諧振器作為硅基光電子集成系統(tǒng)中的核心調(diào)制器件具有結(jié)構尺寸小、集成度高、成本低等優(yōu)點，通過其諧振特性結(jié)合硅材料的熱光效應、等離子色散效應、量子限制斯塔克效應可在硅基集成系統(tǒng)中實現(xiàn)高速調(diào)制器、高速光開和可調(diào)諧濾波器等功能，是目前硅基器件中應用最為廣泛的器件之一，極具研究價值。
　　因此本論文對硅基微環(huán)諧振器的傳輸特性

3、進行了深入研究，主要工作如下:
　　(1)通過耦合模理論(CMT)推導出了二維情況下硅基微環(huán)諧振器的耦合系數(shù)，并通過數(shù)值仿真結(jié)果進行了驗證。最后得到了耦合系數(shù)與硅基微環(huán)諧振器結(jié)構參數(shù)之間的關系。
　　(2)通過時域有限差分法(FDTD)對硅基微環(huán)諧振器進行了大量的數(shù)值仿真，得到了硅基微環(huán)諧振器結(jié)構參數(shù)對器件傳輸光譜的影響，并對仿真結(jié)果進行了理論分析。
　　(3)引入微波網(wǎng)絡的概念，將硅基微環(huán)諧振器等效為一個四端口網(wǎng)絡，