本文關(guān)鍵詞：硅基集成多通道高性能陣列波導(dǎo)光柵的研究

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【摘要】：陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)法是一種用于光纖布拉格光柵(FBG)中心波長解調(diào)的新型解調(diào)方法。相比于傳統(tǒng)的FBG解調(diào)方法,陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)法具有解調(diào)精度高,響應(yīng)速度快等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。作為陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)中的核心器件,陣列波導(dǎo)光柵的尺寸和性能直接決定了整個(gè)解調(diào)系統(tǒng)的集成度和解調(diào)效果。傳統(tǒng)陣列波導(dǎo)光柵尺寸較大、成本較高,使得它不能滿足陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)對(duì)高集成度的要求。因此,我們迫切需要一種具有超小尺寸的低損耗、低串?dāng)_的陣列波導(dǎo)光柵,以滿足陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)對(duì)高集成度和高性能的要求。本文對(duì)基于SO1的不同陣列波導(dǎo)數(shù)、馬鞍／傳統(tǒng)型的低損耗低串?dāng)_的超小尺寸1×16、1×32陣列波導(dǎo)光柵進(jìn)行了研究。首先分析了陣列波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)組成以及陣列波導(dǎo)光柵的基本原理,通過對(duì)衍射級(jí)數(shù)、相鄰陣列波導(dǎo)的長度差、平板波導(dǎo)的焦距及自由傳輸區(qū)、輸入輸出波導(dǎo)間距等參數(shù)的設(shè)計(jì)與分析,基于光束傳播法設(shè)計(jì)出了不同形狀和尺寸的8種1×16、1×32陣列波導(dǎo)光柵。仿真結(jié)果表明其中16通道陣列波導(dǎo)光柵中馬鞍型1×16陣列波導(dǎo)光柵,陣列波導(dǎo)數(shù)為40表現(xiàn)出良好的傳輸屬性,器件核心尺寸為480×460μm2,串?dāng)_低于-22.4 dB,插入損耗低于-5.3 dB。32通道陣列波導(dǎo)光柵中馬鞍型1×32陣列波導(dǎo)光柵,陣列波導(dǎo)數(shù)為40表現(xiàn)出良好的傳輸屬性,器件核心尺寸為530×480 μm2,串?dāng)_低于-20.9 dB,插入損耗低于-7.9 dB�；赟OITECH公司頂層Si厚度為220nm,掩埋層SiO2厚度為2μm的SOI材料,通過新加坡微電子所的代工,完成了陣列波導(dǎo)光柵的制備。對(duì)所制備完成的陣列波導(dǎo)光柵進(jìn)行了光學(xué)測(cè)試,流片測(cè)試結(jié)果表明：陣列波導(dǎo)數(shù)為40的馬鞍形1×16陣列波導(dǎo)光柵在1×16陣列波導(dǎo)光柵中綜合傳輸性能最優(yōu),插入損耗僅為-4.5 dB,串?dāng)_僅為-24.3 dB,損耗均勻性低于2 dB；陣列波導(dǎo)數(shù)為40的馬鞍形1×32陣列波導(dǎo)光柵在1×32陣列波導(dǎo)光柵中綜合傳輸性能最優(yōu),其中心26個(gè)通道插入損耗均僅為-7.1 dB,串?dāng)_僅為-22 dB。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN25

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本文編號(hào)：1257687