波導(dǎo)布拉格光柵是集成光子學(xué)器件中的一個重要結(jié)構(gòu),具有設(shè)計靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、功能多樣等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電光調(diào)制器、色散補(bǔ)償器、耦合器和半導(dǎo)體激光器等光器件。為了實(shí)現(xiàn)一些特定的功能,這些光柵一般都具有納米尺度的相移、切趾或啁啾等。然而使用電子束刻蝕（Electron-beamlithography,EBL）制作這些具有特殊結(jié)構(gòu)的光柵存在耗時長、成本高等問題。所以如何提高波導(dǎo)布拉格光柵的制作精度和降低制作成本,對于實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)布拉格光柵的商業(yè)化非常重要。另外,自從Reid等人在1990年提出并將莫爾光柵（moire grating,MG）應(yīng)用到D型光纖以來,由于其同時具有π相移和余弦切趾的特性,已經(jīng)在光纖光柵上取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展。但是迄今為止,MG只是被制作在光纖和光致熱敏折射率玻璃等光敏性材料上。究其原因,主要是雙重曝光制作的均勻光柵的周期差大約只有0.1 nm,并且這種制作方法與傳統(tǒng)的CMOS（Complementary Mental-Oxide Semiconductor）工藝不兼容。為了克服這個問題,我們提出了一種新型的波導(dǎo)MG結(jié)構(gòu),它是由位于波導(dǎo)兩側(cè)的周期具有微小差異的雙波導(dǎo)布拉格... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２光子集成分類??

??子形成的。圖１．３（ｄ）?是一種通過在波導(dǎo)表面刻蝕周期性的凹槽形成的波導(dǎo)布??拉格光柵結(jié)構(gòu)，是２００９年由德國柏林科技大學(xué)的Ｉｖａｎｏ?Ｇｉｕｎｔｏｎｉ等人在ＳＯＩ襯??底上制作得到的。??（ｂ）…：感遍??／７。＿?＇??刪．＿｜＿丨＿??ａ?ｑ?ＭｉＲｉｉ??ｍｊ?ｎ??圖１．３不同結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)布拉格光柵??上面介紹的這些波導(dǎo)布拉格光柵結(jié)構(gòu)簡單，并且制作工藝都與成熟的??ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ?Ｍｅｎｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ?Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）工藝相兼容。因此，波導(dǎo)布拉??格光柵在ＰＩＣ中得到越來越廣泛的關(guān)注，此外本領(lǐng)域相關(guān)人員可以通過創(chuàng)新性??地設(shè)計光柵結(jié)構(gòu)，從而得到具有不同光學(xué)特性的光柵結(jié)構(gòu)。??１．２．２波導(dǎo)雜格光柵的工作原職分析施??波導(dǎo)布拉格光柵可以在波導(dǎo)方向形成折射率的周期性變化，也就是說在光的??傳播方向存在著一系列的反射界面，當(dāng)光向前傳播時，在每個界面都會存在一定??的反射光

ＣＭＴ是一種通用的處理各種微擾對光波導(dǎo)中光傳播影響的方法，很多文獻(xiàn)??Ｐ６，２７］中都對此進(jìn)行過報道。根據(jù)ＣＭＴ，波導(dǎo)內(nèi)前向傳播的波導(dǎo)模式光會在折射??率調(diào)制的作用下發(fā)生反向耦合，反之亦然，如圖１．４所示。??Ｍ?Ｍ?Ｍ?Ｍ??；；?：詩?：??圖１．４光在波導(dǎo)布拉格光柵中發(fā)生前向和后向波之間的耦合??然而即使對于簡單的均勻光柵，當(dāng)使用ＣＭＴ進(jìn)行數(shù)值計算時，結(jié)果也會顯??得比較復(fù)雜［２８］。因此，對于含有相移、切趾或啁啾等結(jié)構(gòu)的復(fù)雜光柵，使用ＣＭＴ??計算則會更加困難。為了簡化運(yùn)算，提高計算效率，本領(lǐng)域的科研人員在基于??ＣＭＴ的基礎(chǔ)上，提出了更為簡單的ＴＭＭ算法【２９，３Ｑ】。當(dāng)使用ＴＭＭ計算波導(dǎo)布??拉格光柵時，適應(yīng)度更高，計算速度更快。ＴＭＭ與積分方法類似，需要將計算??的光柵結(jié)構(gòu)分成多段，然后累積這些光柵的作用。??ＦＤＴＤ?是根據(jù)?１９６６?年?Ｋ．Ｓ．Ｙｅｅ?在?ＩＥＥＥ?Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ?ｏｎ?Ａｎｔｅｎｎａｓ?ａｎｄ??Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ上發(fā)表的一篇論文［３１］構(gòu)建出來的，這種算法也可以稱之為Ｙｅｅ網(wǎng)格??空間離散方法。這種算法最基本的原理是將含有時間變量的麥克斯韋旋度方程從??數(shù)學(xué)形式上變換成為差分形式

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高速直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器的研究與設(shè)計[D]. 柯程.華中科技大學(xué) 2017
[2]納米陣列圖案表面浸潤性研究[D]. 邊捷.南京大學(xué) 2014



本文編號：3347806