熱光可調(diào)非晶硅薄膜濾波器結(jié)構(gòu)及薄膜光學(xué)特性研究.pdf

1、光網(wǎng)絡(luò)中的波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)促進(jìn)了熱光可調(diào)諧濾波器的應(yīng)用，特別是以薄膜為基礎(chǔ)的法布里-珀羅（F-P）結(jié)構(gòu)的熱光可調(diào)諧薄膜濾波器，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、損耗小、穩(wěn)定性好、配置靈活、便于和其它光電子器件集成等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的研發(fā)與應(yīng)用。本文對(duì)熱光可調(diào)諧薄膜濾波器的結(jié)構(gòu)和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）制備的非晶硅光學(xué)性質(zhì)展開(kāi)研究，研究?jī)?nèi)容如下：
　　設(shè)計(jì)出F-P窄帶單通道非晶硅薄膜濾波器。分析非晶硅薄膜的折射率和熱光系數(shù)與濾波器透射

2、率關(guān)系式，得出組成高反射率的多層介質(zhì)薄膜的折射率差越大，濾波器的半波寬越小；F-P腔中的熱光系數(shù)越大，濾波器的調(diào)諧范圍就越大的結(jié)論。為非晶硅折射率和熱光系數(shù)的理論與工藝研究提供了依據(jù)。
　　以克修斯-莫索提方程為基礎(chǔ)，討論非晶硅薄膜結(jié)構(gòu)與晶體硅的差異，以及非晶硅組成成分的多樣性，修正克修斯-莫索提模型，建立了非晶硅有效折射率模型，推導(dǎo)出非晶硅有效折射率與薄膜組成成分的極化率關(guān)系式。在分析PECVD原理，及非晶硅成膜機(jī)理基礎(chǔ)上，以麥

3、克斯韋分子運(yùn)動(dòng)論為指導(dǎo)，建立起PECVD反應(yīng)腔中的等離子運(yùn)動(dòng)模型，得到工藝參數(shù)（如：腔體氣體的溫度、壓強(qiáng)和襯底溫度）與非晶硅薄膜中各成分含量的關(guān)系式。并利用該公式，推導(dǎo)出非晶硅薄膜有效折射率與工藝參數(shù)關(guān)系式，該關(guān)系式為F-P薄膜濾波器的工藝制作提供理論指導(dǎo)。
　　針對(duì)現(xiàn)階段非晶硅熱光系數(shù)的研究和測(cè)量的不足，研究了一種非晶硅熱光系數(shù)的測(cè)量新方法。應(yīng)用量子理論，分析非晶硅的物理性質(zhì)，得到非晶硅禁帶寬度與非晶硅混亂度和測(cè)量溫度的函數(shù)關(guān)系