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文檔簡介
1、光柵的研究與應(yīng)用有著悠久的歷史。隨著現(xiàn)代集成光學(xué)的發(fā)展,特別是硅基光電子學(xué)的發(fā)展,新型的微納米級光柵器件由于其結(jié)構(gòu)緊湊、功能多樣、制作方便,在現(xiàn)代集成光學(xué)中占據(jù)了一個重要的位置。作為集成光學(xué)中的耦合器件,光柵耦合器具有耦合效率高、耦合對準(zhǔn)容差大、制備封裝成本低、無需芯片端面拋光、可以在芯片任何位置實現(xiàn)信號上載下載等優(yōu)點,成為集成光學(xué)中最具潛力的耦合方法。
集成光學(xué)的微納米線條尺寸使得其很多光學(xué)器件存在偏振敏感性,降低了集成
2、光學(xué)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。對于偏振不敏感的集成光學(xué)器件的研究已經(jīng)受到人們的關(guān)注并初有成效,然而硅基集成光柵耦合器的偏振無關(guān)特性的實現(xiàn)卻仍是一個難題。
本文在“國家自然科學(xué)基金”的支持下,對硅基集成光柵耦合器進(jìn)行了理論和實驗研究,并對偏振無關(guān)的硅基集成光柵耦合器進(jìn)行了研究與創(chuàng)新。主要工作如下:
(1)介紹了光柵耦合器的理論與制作、測試方法。對完全垂直輸入光柵耦合器與輸出光柵耦合器進(jìn)行了設(shè)計與優(yōu)化,對光柵耦合器進(jìn)行了
3、工藝制備與性能測試,并采用熱氧化方法將硅基光柵器件刻蝕后的表面粗糙度由11 nm 減小到了5nm。介紹了光柵耦合器在硅基混合集成中的應(yīng)用,并進(jìn)行了一些工藝制作。
(2)提出了一種偏振無關(guān)的新型T 型光柵耦合器,在1510 nm-1580 nm 波長范圍內(nèi),器件的偏振相關(guān)損耗低于0.05dB,TE和TM模式的耦合效率高于50%,實現(xiàn)了高效率、偏振無關(guān)的耦合功能。
(3)設(shè)計了采用光柵進(jìn)行耦合的偏振無關(guān)的硅基混合
4、集成光探測器,將T 型偏振無關(guān)光柵耦合器應(yīng)用在硅基混合集成光探測器的耦合中,在1490 nm-1560 nm 波長范圍內(nèi),器件的偏振相關(guān)損耗低于0.05dB,耦合進(jìn)入有源層的效率高于80%,實現(xiàn)了硅基混合集成光探測器的偏振無關(guān)特性。
(4)對偏振無關(guān)的另一種實現(xiàn)方式——偏振分束進(jìn)行了介紹,提出了一種基于slot 刻槽光柵的偏振分束器,其在1530 nm-1630 nm 波長范圍內(nèi),器件的偏振消光比大于15dB,實現(xiàn)了偏振分
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