基于磷化銦集成波導(dǎo)光柵的波分復(fù)用和路由器件研究.pdf

1、近幾十年來，網(wǎng)絡(luò)通信容量的激增驅(qū)使磷化銦基的光電子器件得到了飛速的發(fā)展。隨著對低成本和低功耗等方面要求的持續(xù)提高、光電子芯片制作工藝的逐漸成熟，將多個光子器件集成于一體的集成光電子芯片將逐漸取代分立光器件，這是光電子行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。在此背景下，本文將深入研究了磷化銦平臺上的集成波導(dǎo)光柵器件。
　　本文首先研究了磷化銦上基于蝕刻衍射光柵的波分復(fù)用器件，設(shè)計并制作了8×500GHz合波器，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該器件具有損耗小、通道間串

2、擾低等優(yōu)點(diǎn)。該器件的另一優(yōu)點(diǎn)是尺寸很小，具有與激光器、調(diào)制器等有源器件集成的潛力，可廣泛應(yīng)用于無源光網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和移動網(wǎng)絡(luò)基站。
　　本文研究的另一個重點(diǎn)是芯用于全光路由片的波長路由器，提出了基于蝕刻衍射光柵的波長路由器件，并對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)研究。對蝕刻衍射光柵波長路由器各通道間損耗差異較大的問題進(jìn)行了理論分析，指出各通道間損耗的差異是由相對較大的光柵齒面導(dǎo)致的。為解決這個問題，分別提出了旋轉(zhuǎn)齒面法和弧形齒面法兩種方案，

3、不僅使得器件的通道損耗均勻性得到了明顯提升，還將器件頻譜通帶響應(yīng)改善為頂端平坦，增大了通帶帶寬，兩種方法均在4×4和16×16的蝕刻衍射光柵波長路由器中得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，對應(yīng)用于單片集成全光路由器的蝕刻衍射光柵波長路由器做了結(jié)構(gòu)和掩膜設(shè)計，通過全光路由芯片的測試結(jié)果，驗(yàn)證了波長路由器在全光路由芯片中的作用。
　　為充分研究波長路由器，本文還對波長路由器的另一實(shí)現(xiàn)方案——陣列波導(dǎo)光柵波長路由器進(jìn)行了研究，并給出了4×4和16×1