硅基微環(huán)諧振器的特性及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-24 10:42
波導(dǎo)器件的微型化、集成化和規(guī);呀(jīng)成為現(xiàn)代光電信息技術(shù)不斷發(fā)展的核心。絕緣襯底上硅的折射率差較大、約束電磁場的能力強(qiáng),可作為微環(huán)諧振器的有效制作材料。基于絕緣體上硅的微環(huán)諧振器具有高品質(zhì)因數(shù)、尺寸小、高靈敏度、易于集成等優(yōu)點(diǎn),其平面波導(dǎo)的納米量級結(jié)構(gòu)十分適用于大規(guī)模光電集成系統(tǒng),被廣泛用于構(gòu)成各種功能器件,包括濾波器、傳感器、延遲線、邏輯門、調(diào)制器、緩存器、激光器、波分復(fù)用器等。另外,微環(huán)的諧振效應(yīng)可以提高其在傳感應(yīng)用領(lǐng)域方面的靈敏度。本文以濾波器、傳感器、慢光效應(yīng)為應(yīng)用背景,對微環(huán)諧振器的傳輸特性、延遲特性以及傳感應(yīng)用做了系統(tǒng)性的研究,主要完成以下幾個(gè)方面:簡介硅基微環(huán)諧振器,論述微環(huán)諧振器的發(fā)展現(xiàn)狀、制造工藝、分類、應(yīng)用以及本文的選題背景;隈詈夏J嚼碚,來研究微環(huán)的理論基礎(chǔ),推導(dǎo)直波導(dǎo)與彎曲波導(dǎo)的耦合關(guān)系,建立了全通型和上下話路型微環(huán)諧振腔的參量模型,推導(dǎo)器件的主要參數(shù)如消光比和品質(zhì)因數(shù)的表達(dá)式;隈詈夏J嚼碚,利用傳輸矩陣法來研究多微環(huán)的理論基礎(chǔ),分析彎曲波導(dǎo)之間的耦合關(guān)系,在之前的單微環(huán)基礎(chǔ)上解析級聯(lián)型以及陣列型微環(huán)諧振器的傳輸矩陣模型,解析多微環(huán)結(jié)構(gòu)的傳輸特性,分析微...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1北京大學(xué)課題組的化學(xué)微環(huán)制備流程??
w??input?^1?pass??圖2-2微環(huán)與雙直波導(dǎo)稱合結(jié)構(gòu)??其工作原理是:光從崎端口入射,當(dāng)傳至第一個(gè)稱合區(qū)時(shí),直波導(dǎo)與微環(huán)之間??發(fā)生光的鍋合,部分光功率賴合進(jìn)入環(huán)中。賴合至環(huán)內(nèi)的光繞環(huán)半周么后到達(dá)第??二個(gè)賴合區(qū),再次發(fā)生鍋合,部分光功率稱合至如0;?端口,剩余能量會(huì)繼續(xù)沿環(huán)??半周傳輸至第一稱合區(qū)。如果此時(shí),光在繞環(huán)一周之后的相位差為2;r的整數(shù)倍,??則在第一稱合區(qū)將發(fā)生光的相干加強(qiáng),結(jié)果是環(huán)中光功率增大,W至曲op端出射??光功率增大
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]感應(yīng)耦合等離子體刻蝕在聚合物光波導(dǎo)制作中的應(yīng)用[J]. 張琨,岳遠(yuǎn)斌,李彤,孫小強(qiáng),張大明. 中國光學(xué). 2012(01)
[2]基于光學(xué)微環(huán)的化學(xué)傳感器[J]. 陳曜,李振宇,周治平,于軍. 光電子.激光. 2009(09)
[3]全光纖型微環(huán)諧振器的研制[J]. 董小偉,裴麗,馮素春,魯韶華,許鷗. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2007(11)
[4]傳輸矩陣法分析微環(huán)諧振器陣列傳輸特性[J]. 張小貝,黃德修,洪偉,張新亮. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2007(09)
[5]電子束光刻的鄰近效應(yīng)及其模擬[J]. 孫霞,尤四方,肖沛,丁澤軍. 物理學(xué)報(bào). 2006(01)
[6]Cl2/Ar感應(yīng)耦合等離子體刻蝕InP工藝研究[J]. 朱海波,李曉良. 功能材料與器件學(xué)報(bào). 2005(03)
[7]襯底對化學(xué)氣相沉積法制備氧化硅納米線的影響[J]. 閆小琴,劉祖琴,唐東升,慈立杰,劉東方,周振平,梁迎新,袁華軍,周維亞,王剛. 物理學(xué)報(bào). 2003(02)
[8]化學(xué)氣相滲透制備氧化硅基復(fù)合材料[J]. 陳照峰,成來飛,徐永東,張立同. 航空學(xué)報(bào). 2002(01)
博士論文
[1]微環(huán)諧振器及應(yīng)用的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張小貝.華中科技大學(xué) 2009
本文編號:2997100
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1北京大學(xué)課題組的化學(xué)微環(huán)制備流程??
w??input?^1?pass??圖2-2微環(huán)與雙直波導(dǎo)稱合結(jié)構(gòu)??其工作原理是:光從崎端口入射,當(dāng)傳至第一個(gè)稱合區(qū)時(shí),直波導(dǎo)與微環(huán)之間??發(fā)生光的鍋合,部分光功率賴合進(jìn)入環(huán)中。賴合至環(huán)內(nèi)的光繞環(huán)半周么后到達(dá)第??二個(gè)賴合區(qū),再次發(fā)生鍋合,部分光功率稱合至如0;?端口,剩余能量會(huì)繼續(xù)沿環(huán)??半周傳輸至第一稱合區(qū)。如果此時(shí),光在繞環(huán)一周之后的相位差為2;r的整數(shù)倍,??則在第一稱合區(qū)將發(fā)生光的相干加強(qiáng),結(jié)果是環(huán)中光功率增大,W至曲op端出射??光功率增大
?(2-23)??'I?巧?I?(1-。2化)2??此時(shí),如果<,=口2^2,則直輸出端透射譜強(qiáng)度為0,光場部分從下載端口輸出,部??分損耗掉,這種現(xiàn)象叫做臨界稱合。兩端曰透射譜如圖2-4所示,計(jì)算時(shí),取??a?=?0,欠二?二^2?二?0.81,句二足2?=?0.19。??可看到,由于衰減因子為0,所W傳輸系數(shù)a?=?l,此時(shí)微環(huán)是完全無損的傳輸,??透射譜的最大值是為1的,若取a<l,則透射譜的峰值是低于1的,下圖為理想??情況下的微環(huán)透射譜線。??M?Y?]??|〇.6?\1?FSR?1||?I.??1?1?則??S?FWHM??I?0.4^'?-??錢,?:-。???f?I??j§?!?|l????Pass?)?I??0.2?{?j?I?■?—?Drop?I?!,??/?I?*?ill?I?.?I??1530?1535?1540?1546?1550?1?煎5?1560??wavelenglfVnm??圖2-4上下話路微環(huán)諧振器的透射譜??15??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]感應(yīng)耦合等離子體刻蝕在聚合物光波導(dǎo)制作中的應(yīng)用[J]. 張琨,岳遠(yuǎn)斌,李彤,孫小強(qiáng),張大明. 中國光學(xué). 2012(01)
[2]基于光學(xué)微環(huán)的化學(xué)傳感器[J]. 陳曜,李振宇,周治平,于軍. 光電子.激光. 2009(09)
[3]全光纖型微環(huán)諧振器的研制[J]. 董小偉,裴麗,馮素春,魯韶華,許鷗. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2007(11)
[4]傳輸矩陣法分析微環(huán)諧振器陣列傳輸特性[J]. 張小貝,黃德修,洪偉,張新亮. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2007(09)
[5]電子束光刻的鄰近效應(yīng)及其模擬[J]. 孫霞,尤四方,肖沛,丁澤軍. 物理學(xué)報(bào). 2006(01)
[6]Cl2/Ar感應(yīng)耦合等離子體刻蝕InP工藝研究[J]. 朱海波,李曉良. 功能材料與器件學(xué)報(bào). 2005(03)
[7]襯底對化學(xué)氣相沉積法制備氧化硅納米線的影響[J]. 閆小琴,劉祖琴,唐東升,慈立杰,劉東方,周振平,梁迎新,袁華軍,周維亞,王剛. 物理學(xué)報(bào). 2003(02)
[8]化學(xué)氣相滲透制備氧化硅基復(fù)合材料[J]. 陳照峰,成來飛,徐永東,張立同. 航空學(xué)報(bào). 2002(01)
博士論文
[1]微環(huán)諧振器及應(yīng)用的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張小貝.華中科技大學(xué) 2009
本文編號:2997100
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