可調(diào)諧氮化硅波導微環(huán)諧振器研究.pdf

1、光網(wǎng)絡正在向高速、大容量、高集成度的方向發(fā)展，為提高光網(wǎng)絡的靈活性和自適應能力，各種不同結構的集成光學器件不斷涌出。微環(huán)諧振器作為光學器件的一種結構，具有結構簡單、尺寸小、集成度高等優(yōu)點，因此被廣泛應用于各光學器件及光學系統(tǒng)中，特別在濾波系統(tǒng)、光調(diào)制器、光學延遲線、生物傳感檢測等方面存在著巨大的應用價值。本論文以可調(diào)諧氮化硅微環(huán)諧振器為研究對象，在理論與制備工藝等方面對其進行了研究。本文采用氮化硅(Si3N4)作為光波導芯層材料，較有機

2、聚合物材料相比，Si3N4具有芯包層折射率差大、器件尺寸小、集成度高、性能穩(wěn)定性高等優(yōu)點，同絕緣硅(SOI)相比，Si3N4波導具有制備簡單、工藝成本較低等優(yōu)點。
　　本文利用耦合模理論與傳輸矩陣法，結合數(shù)學工具軟件Matlab，分析微環(huán)諧振器不同結構參數(shù)對其傳輸特性的影響?；诠獠▽Ю碚摚O計并制備了一種基于熱光效應的集成可調(diào)諧氮化硅波導微環(huán)諧振器，通過調(diào)節(jié)微環(huán)及MZI干涉臂上兩端電極的電壓，實現(xiàn)諧振波長以及消光比的調(diào)諧。該微環(huán)

3、諧振器采用馬赫-曾德干涉儀(MZI)與微環(huán)相結合的結構，結合光波導模擬仿真軟件Rsoft，設計并優(yōu)化了波導截面尺寸、彎曲半徑、耦合區(qū)波導間隔等參數(shù)。優(yōu)化了光刻、反應離子刻蝕(RIE)等工藝參數(shù)，采用微加工工藝成功制備了單環(huán)和級聯(lián)雙環(huán)結構的可調(diào)諧氮化硅波導微環(huán)諧振器。
　　在光學測試平臺上對單環(huán)和級聯(lián)雙環(huán)結構的氮化硅波導微環(huán)諧振腔進行了測試。實驗結果測得，微環(huán)半徑分別為2000μm和2500μm的氮化硅波導微環(huán)諧振器在波長1550n