發(fā)布時間：2017-03-18 02:05

  本文關(guān)鍵詞：基于SOI的聲光調(diào)制器件的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聲光器件特別是硅基聲光器件在集成光學(xué)領(lǐng)域有重大的意義,其具有體積小、驅(qū)動功率低、易于集成等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于光通信、光傳感、光信息處理等領(lǐng)域,尤其是表面波型聲光器件因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢越來越受到人們的重視,隨著光集成技術(shù)的發(fā)展,聲光器件也在向集成化、小型化、功能化方向發(fā)展�；谝陨纤枷�,本文的目的在于：硅基上聲光調(diào)制器件的研究,重點(diǎn)研究了基于SOI的Mach-Zehnder聲光調(diào)制器,具體研究內(nèi)容如下：1.從聲光調(diào)制器的基本理論出發(fā),分析了聲波激發(fā)過程中應(yīng)用的壓電效應(yīng)及叉指電極的設(shè)計(jì)方法,并且詳細(xì)介紹了聲表面波的基本理論及其激發(fā)原理,闡述了聲光效應(yīng)的基本原理。2.闡述Mach-Zehnder聲光調(diào)制器的基本原理,提出一種改進(jìn)的Mach-Zehnder聲光調(diào)制器設(shè)計(jì)方案,采用COMSOL Multiphysics模擬軟件,首先對新提出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；進(jìn)而研究了波導(dǎo)類型、波導(dǎo)寬度、氧化鋅厚度及又指對數(shù)等因素對聲光調(diào)制效率的影響,并對聲光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化以提高其性能。仿真結(jié)果表明,當(dāng)條波導(dǎo)寬度為6μm,氧化鋅只覆蓋有又指電極的部分且厚度為2.2gm,控制又指電極數(shù)目為50對時,波導(dǎo)有效折射率變化在驅(qū)動電壓為1 V時可以達(dá)到4.08*10-4,比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了12%。為了使調(diào)制效果更加的明顯及測試損耗等相關(guān)參數(shù),設(shè)計(jì)了一種環(huán)形諧振腔聲光調(diào)制器。3.開展了硅基聲光調(diào)制器的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),介紹了實(shí)驗(yàn)過程中需要用到的工藝,在流片的基礎(chǔ)上采用兩次套刻、兩次濺射、兩次剝離的工藝,制作出聲光調(diào)制器,初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),Mach-Zehnder聲光調(diào)制器的叉指電極由于長寬比大于100,所以制作過程中斷指連指現(xiàn)象比較嚴(yán)重。進(jìn)而研究環(huán)形諧振腔聲光調(diào)制器,通過測試譜線可以推出氧化鋅薄膜折射率為1.72,并且擬合實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果得到微環(huán)長完氧化鋅后的損耗,環(huán)形諧振腔聲光調(diào)制器中叉指電極能激發(fā)出聲表面波,測其中心頻率為230MHz。
【關(guān)鍵詞】：聲表面波 聲光效應(yīng) COMSOL 聲光調(diào)制器 絕緣體上硅
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN761
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 聲光調(diào)制器件的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 聲光器件的應(yīng)用12-17
• 1.3.1 聲光調(diào)制器13-15
• 1.3.2 聲光頻譜分析器15-16
• 1.3.3 共線性聲光器件16
• 1.3.4 硅基聲光器件16-17
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容與主要目的17-19
• 1.5 參考文獻(xiàn)19-24
• 第2章 聲光調(diào)制器的理論研究24-35
• 2.1 聲表面波的基本原理24-30
• 2.1.1 壓電效應(yīng)24-25
• 2.1.2 叉指電極的設(shè)計(jì)方法25-27
• 2.1.3 聲表面波的激勵和傳播27-30
• 2.2 聲光效應(yīng)30-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 2.4 參考文獻(xiàn)33-35
• 第3章 基于SOI的聲光調(diào)制器設(shè)計(jì)35-52
• 3.1 引言35-37
• 3.2 改進(jìn)型Mach-Zehnder聲光調(diào)制器的基本原理37-38
• 3.3 改進(jìn)型Mach-Zehnder聲光調(diào)制器的COMSOL仿真38-41
• 3.3.1 聲學(xué)模塊仿真39-40
• 3.3.2 光學(xué)模塊仿真40-41
• 3.4 改進(jìn)型Mach-Zehnder聲光調(diào)制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)41-45
• 3.4.1 波導(dǎo)寬度對有效折射率差值的影響41-42
• 3.4.2 氧化鋅厚度對有效折射率差值的影響42-43
• 3.4.3 叉指電極的對數(shù)對有效折射率差值的影響43-44
• 3.4.4 聲光調(diào)制器件調(diào)制效率的比較44-45
• 3.5 環(huán)形諧振腔聲光調(diào)制器的設(shè)計(jì)45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 3.7 參考文獻(xiàn)49-52
• 第4章 基于SOI的聲光調(diào)制器的制作與測試52-72
• 4.1 器件基本制作工藝的介紹52-55
• 4.1.1 磁控濺射工藝52-53
• 4.1.2 套刻53-54
• 4.1.3 電子束蒸發(fā)54-55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)測試平臺軟件的設(shè)計(jì)55-58
• 4.2.1 LabVIEW簡介55
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)備簡介55-57
• 4.2.3 測試程序的設(shè)計(jì)57-58
• 4.3 聲光調(diào)制器的制作流程58-60
• 4.4 聲光調(diào)制器的表征與測試60-70
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)制作過程表征60-64
• 4.4.2 聲光調(diào)制器測試與分析64-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 4.6 參考文獻(xiàn)71-72
• 第5章 總結(jié)與展望72-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭澤漁;湯勁松;朱昌安;周勇;王宗富;;ZnO壓電薄膜雙面共濺生長技術(shù)[J];壓電與聲光;2010年04期

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本文編號：253770