硅基二氧化硅陣列波導光柵波分復用器件的研究制作.pdf

1、該文以AWG波分復用器件為研究對象,在平面光波導基本理論以及AWG器件的基本原理與設計方法的基礎上,主要研究了AWG器件性能的模擬方法、AWG結構設計的改進與性能改善以及AWG器件的實驗制作.AWG器件性能的模擬是一個非常重要的工作,通過模擬可以對器件的性能進行評估,從而指導AWG的優(yōu)化設計.文中采用等效折射率方法把三維結構簡化為二維結構,然后分別基于高斯光束的傳播和有限差分光束傳播方法(FD-BPM),給出了兩種對整個AWG進行全局模

2、擬的具體方法.前者是一種解析的模擬方法,簡單快速;后者為一種數(shù)值模擬方法,能夠得到更為精確的結果,其應用范圍更廣,能夠方便的實現(xiàn)對頻譜平坦化AWG的模擬(如MMI結構,parabolic結構等).在模擬中,首次對存在的問題做了一些修正,提高了模擬的精度.多通道數(shù)AWG器件的研究是目前的一個熱點.文中采用多點消像差方法,對多通道數(shù)AWG器件的結構設計進行了改進,改善了傳統(tǒng)的Rowland圓結構設計中存在的緣通道的性能嚴重劣化的問題,大大改

3、善了多通道數(shù)AWG各通道性能的均勻性,改善了器件性能.多點消像差方法對設計實用化高性能的大通道數(shù)AWG有重要意義.頻譜平坦化AWG器件的研究是目前的另一個熱點.文中把多點消像差方法應用到多光柵結構的設計中,在滿足多點消像差的條件下,實現(xiàn)AWG頻譜響應的平坦化.此方法的設計簡單直觀,設計得到的各通道的平坦化效果的均勻性好.在多點消像差方法的基礎上,實現(xiàn)了平場型AWG器件的設計,使得所有通道波長的成像位置都在同一條直線上,簡化了器件的結構,

4、有利于器件集成,使AWG器件的設計更加靈活.以上三種設計均以多點消像差方法為基礎,可以很方便的把這三種設計結合起來,同時實現(xiàn)滿足多個實際要求的設計,這是把多點消像差方法應用到AWG的設計中所具有的一個很大優(yōu)點.文中給出了平場型和頻譜平坦化相結合的設計實例.以多點消像差方法為基礎實現(xiàn)以上的各種設計是本文所做的一個有實際意義的、創(chuàng)新的工作.在Si基SiO<,2>光波導制作技術的基礎上,進行了8通道以及16通道200GHz通道間隔的AWG器件