本文關(guān)鍵詞： 集成光學(xué) 硅光子學(xué) 中紅外懸浮波導(dǎo) 中紅外光開關(guān)　出處：《浙江大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),集成光學(xué)的研究已經(jīng)從近紅外波段延伸到了中紅外波段,特別是硅基中紅外的研究是當(dāng)前中紅外集成光學(xué)研究的熱點(diǎn)。結(jié)合CMOS工藝及優(yōu)點(diǎn),在硅片上設(shè)計(jì)制作各種中紅外波導(dǎo)器件,這將在片上中紅外光譜學(xué)、化學(xué)傳感、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。 本文基于上述思想,提出了幾種中紅外波導(dǎo)光開關(guān)器件的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法,具體內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面： 1、根據(jù)微光機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Optical Systems, MEMOS)中的歐拉·伯努力棟梁方程,設(shè)計(jì)和分析了一種工作在中紅外波段的基于懸浮波導(dǎo)定向耦合器的光開關(guān)器件。該開關(guān)利用靜電力和機(jī)械形變的方式對(duì)懸浮波導(dǎo)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而改變耦合系數(shù),控制輸出光場(chǎng),實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。 2、開展了硅基中紅外懸浮波導(dǎo)定向耦合光開關(guān)的實(shí)驗(yàn),采用兩次光刻、干法和濕法刻蝕制作懸浮式硅基定向耦合波導(dǎo)結(jié)構(gòu),初步完成器件制作工藝等相關(guān)參數(shù)的論證,并提出了實(shí)驗(yàn)中存在的不足和改進(jìn)的建議；同時(shí)搭建了一個(gè)中紅外測(cè)試平臺(tái)。 3、利用相變材料二氧化釩的介質(zhì)/金屬相變特性,提出了一種基于等離子波的新型中紅外光開關(guān),它基于模式變換機(jī)理,可實(shí)現(xiàn)在2-6μm的超寬波段都能工作的超短光開關(guān)器件,對(duì)4μm波長(zhǎng),僅一個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)的器件消光比就可以達(dá)到14.3dB。
[Abstract]:In recent years, the research of integrated optics from the near infrared band extends to the mid infrared band, especially the research of infrared silicon is a hotspot in infrared integrated optical research. Combining CMOS technology and advantages, design the production of optical waveguide devices on a silicon wafer, it will be in infrared spectroscopy, chemical the sensor, the field of environmental monitoring has great potential.
Based on the above ideas, this paper presents several design ideas and experimental realization methods of the infrared waveguide optical switch devices. The specific contents are divided into the following aspects:
1, according to the micro electromechanical system (Micro Electro Mechanical Optical Systems, MEMOS) Euler Bernoulli beams in the equation, the design and analysis of a work in the mid infrared optical switch suspended waveguide directional coupler based on the switch by electrostatic and mechanical deformation way to adjust the suspension to waveguide. Change the coupling coefficient, control the output light field, realize the switch function.
2, carry out the infrared directional coupling waveguide optical switch based on silicon suspension in the experiment, using two lithography, making suspended silicon directional coupling structure of dry and wet etching, the completion of the preliminary production process parameters of the device's argument, and puts forward the experimental problems and suggestions for improvement; at the same time build a an infrared test platform.
3, the use of two vanadium oxide phase change material dielectric / metal phase transition characteristic, put forward a new type of infrared switch based on plasma wave, its mode transformation based on the mechanism can realize the 2-6 m ultrashort ultra wide band can work on optical switch devices, 4 m wavelength, only one wavelength the extinction ratio can reach 14.3dB.

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN214

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本文編號(hào)：1552384