緊湊型硅納米線AWG及其頻譜平坦化的研究.pdf

1、陣列波導(dǎo)光柵(AWG)解調(diào)系統(tǒng)是一種新型光纖光柵(FBG)解調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)該解調(diào)系統(tǒng)的微型化、緊湊化成為重要的研究方向。傳統(tǒng)的FBG解調(diào)用AWG體積較大，無法實(shí)現(xiàn)微系統(tǒng)集成，但是采用SOI晶片制備的小尺寸、低損耗、低串?dāng)_的AWG使FBG解調(diào)系統(tǒng)異構(gòu)集成為了可能。
　　本文對(duì)硅納米線馬鞍型AWG的設(shè)計(jì)和制備進(jìn)行了研究，首先分析了AWG的結(jié)構(gòu)組成，通過對(duì)衍射級(jí)數(shù)、相鄰陣列波導(dǎo)的長(zhǎng)度差、平板波導(dǎo)的焦距、自由光譜區(qū)的參數(shù)設(shè)計(jì)與模擬，基于光束

2、傳輸法的傳輸理論優(yōu)化設(shè)計(jì)出了1×8硅納米線AWG。該馬鞍型AWG波導(dǎo)寬度為0.35μm，器件尺寸僅為470μm×210μm。仿真結(jié)果表明，本文所優(yōu)化設(shè)計(jì)的硅納米線AWG的串?dāng)_為-25.5dB，插入損耗為-2.15dB，插入損耗非均勻性為-0.8dB，相比于同等微米級(jí)的AWG，損耗和串?dāng)_均有所減小?；赟OITECH公司頂層Si厚度為220nm，掩埋層SiO2厚度為2μm的SOI材料，通過新加坡微電子所的代工，利用電子束曝光及反應(yīng)耦合等離

3、子工藝，完成了所設(shè)計(jì)AWG的制備。在掌握光傳輸耦合理論的基礎(chǔ)上，對(duì)所制備完成的AWG進(jìn)行了光學(xué)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AWG的串?dāng)_為-23.1dB，損耗為-3.18dB，插耗非均勻性為-1.34dB，通光性良好，輸出光譜與仿真輸出光譜一致，適用于FBG解調(diào)系統(tǒng)。頻譜平坦化對(duì)AWG應(yīng)用具有重要意義，本文對(duì)基于多模干涉(MMI)結(jié)構(gòu)的AWG頻譜平坦化方法進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。首先總結(jié)了各種頻譜平坦化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析了已有平坦化結(jié)構(gòu)的本質(zhì)，為頻譜平坦化