硅基微環(huán)延時(shí)器的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在光學(xué)通信領(lǐng)域，信息的傳輸速度和容量不斷增加，為解決光-電-光的數(shù)據(jù)路由和交換方式中存在的“電子瓶頸”問(wèn)題，全光網(wǎng)絡(luò)被人們提出來(lái)。該網(wǎng)絡(luò)利用集成光器件的數(shù)據(jù)緩存、信號(hào)延遲，這樣可以避免傳統(tǒng)光纖延時(shí)線體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題。在諸多材料中，硅作為一種成熟的半導(dǎo)體器件和集成電路材料，同時(shí)也是一種重要的光子材料。另外，硅基光子研究中一系列的技術(shù)突破使得硅基材料受到越來(lái)越多的關(guān)注。在各種硅基延時(shí)器件中，微環(huán)諧振器相對(duì)于其他器件，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易

2、于制作且便于調(diào)節(jié)，使其成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　由于以上優(yōu)點(diǎn)，本論文采用硅基微環(huán)諧振器作為研究對(duì)象。首先利用有效折射率法計(jì)算脊型波導(dǎo)有效折射率、用有限元法模擬波導(dǎo)中光場(chǎng)分布及彎曲損耗、以耦合模理論計(jì)算耦合系數(shù)等參數(shù)。之后，本論文利用傳輸矩陣法研究微環(huán)諧振器的光學(xué)傳遞函數(shù)并模擬它們的光學(xué)傳輸及延時(shí)特性。此外，本論文在zigzag的基礎(chǔ)上提出改進(jìn)方案，設(shè)計(jì)一種反射式微環(huán)諧振器以降低工藝誤差對(duì)器件性能的影響。最后利用實(shí)驗(yàn)室已有條件，采用電