硅基微環(huán)諧振腔溫度可調(diào)諧濾波器特性的研究.pdf

1、基于平面集成技術(shù)的光波導(dǎo)諧振腔器件具備高集成、低功耗、高靈敏等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用在光通信、光互聯(lián)、光計(jì)算和光信息傳輸?shù)确矫妗９鈱W(xué)濾波器作為光通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)中一類重要的光子器件，在光網(wǎng)的高速傳輸、信道選擇、增益譜均衡等方面具有重要作用，因此對(duì)光學(xué)濾波器的研究至關(guān)重要。本文圍繞硅基微環(huán)諧振腔可調(diào)諧濾波器的核心部件——微環(huán)諧振腔展開深入討論與研究。
　　文章對(duì)SOI光波導(dǎo)的傳輸模態(tài)、單模傳輸條件、耦合原理以及多環(huán)級(jí)聯(lián)微環(huán)腔的光場(chǎng)傳輸特性與光譜響

2、應(yīng)特性等進(jìn)行了分析，建立了對(duì)微環(huán)諧振腔濾波器性能的完整表征體系。同時(shí)，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的微環(huán)諧振腔濾波器的工作原理做了的理論分析。根據(jù)單模傳輸條件，利用FDTD和Rsoft軟件對(duì)光波導(dǎo)的尺寸進(jìn)行仿真，并根據(jù)理論和仿真結(jié)果分別優(yōu)化了不同種類微環(huán)諧振腔濾波器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　文章利用紫外光刻、電子束刻蝕、ICP深硅刻蝕、電子束蒸鍍等MEMS工藝制備了基于SOI的小尺寸、高集成光波導(dǎo)多環(huán)級(jí)聯(lián)諧振腔濾波器。實(shí)現(xiàn)了最小光波導(dǎo)線寬為450nm，耦合

3、間距為100nm的多環(huán)級(jí)聯(lián)光波導(dǎo)諧振腔濾波器的制造。
　　最后，利用垂直光柵耦合法對(duì)單環(huán)、雙環(huán)、十環(huán)濾波器響應(yīng)譜線的-3dB帶寬做了相應(yīng)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并得到了不同級(jí)聯(lián)環(huán)數(shù)與諧振譜線滾降垂直度的關(guān)系。并且設(shè)計(jì)制備了環(huán)形與跑道形兩種級(jí)聯(lián)諧振腔濾波器，研究了相應(yīng)的透射譜特性。此外，根據(jù)光波導(dǎo)的熱光效應(yīng)和熱膨脹效應(yīng)，對(duì)半徑R=5μm的十環(huán)級(jí)聯(lián)濾波器在不同溫度進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)上述所測(cè)點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，靈敏度為130pm/℃，與理論值110pm