硅基SiO-,2-新型光分束器的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著光網(wǎng)絡(luò)和光通信技術(shù)的不斷發(fā)展，集成光學(xué)器件的應(yīng)用日益廣泛。集成平面光波器件，特別是硅基光波導(dǎo)器件作為光通信系統(tǒng)中重要的組成部分，由于其損耗小、與半導(dǎo)體工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于光通信系統(tǒng)。本文對Y分支功分器的原理、特性、設(shè)計(jì)和模擬作了詳細(xì)分析，并對器件改進(jìn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了其性能，作出了較好的模擬。 本文首先介紹了光無源器件的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r，對無源光功率分束器分類及技術(shù)參數(shù)指標(biāo)以及硅基平面光波導(dǎo)材料的基本情況作了詳細(xì)的介紹。由于平面

2、硅基光波導(dǎo)制作工藝日益成熟，制造精度不斷提高，使硅基SiO2平面波導(dǎo)集成器件可以做到低插入損耗、更緊湊的結(jié)構(gòu)、低的封裝成本、易于大批量生產(chǎn)以及易于同光開關(guān)、探測器和其他有源器件單片集成等，具有大的市場空間。同時(shí)，對光器件的模擬和設(shè)計(jì)方法從平面光波導(dǎo)的數(shù)值計(jì)算原理和平面光波導(dǎo)光束傳播法（傅立葉變換束傳播法，有限差分束傳播法）等方面作了詳細(xì)的介紹。 此后，論文對Y分支功分器的工作原理、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和級聯(lián)Y分支作了較詳細(xì)的說明。在此

3、，我們又設(shè)計(jì)了改進(jìn)的新型低損耗的Y分支功率分束器，改進(jìn)后的Y分支波導(dǎo)的分支耦合系數(shù)達(dá)到了96.2％，分支耦合損耗0.045dB。同時(shí)，又對級聯(lián)1×4的分束器的輸出均勻性進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)輸出不均勻度最大達(dá)到0.02dB。 最后，為進(jìn)一步改進(jìn)和提高激模波導(dǎo)結(jié)構(gòu)1×2光分路器性能，提出了新型1×3光分路器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在輸入端和輸出端都作了優(yōu)化改進(jìn)，輸入端的輸入采用直錐形波導(dǎo)來減小器件的尺寸，對三對稱分支輸出波導(dǎo)進(jìn)行優(yōu)化，采用余