發(fā)布時間：2020-04-12 05:15

【摘要】：集成光路具有體積小、集成度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢,相較于集成電路有更好的信息傳輸和處理能力,發(fā)展前景廣闊。光波導作為集成光路最基本的元件,其制備方法的研究仍具有極大價值。本文在研究中,采用時域有限差分法FDTD(Finite Difference Time Domain)軟件模擬了線型磷化銦(InP)基波導的導波模式,模擬結果為單模輸出。采用電子束光刻技術在InP襯底上制備圖形作為電化學刻蝕多孔波導結構的掩模。采用控制變量法分別研究了電化學刻蝕過程中電流密度、掩模圖形和刻蝕時間對形成多孔結構的影響。實驗結果表明:電流密度可以影響多孔結構表面形成的孔隙的大小和刻蝕深度;掩模圖形可以誘導多孔結構的分布;刻蝕時間可以控制刻蝕的深度。對電化學刻蝕得到的多孔結構進行反射率測試,結果表明:多孔結構InP在入射波長大于900 nm時反射率明顯升高;多孔結構InP具有良好的反射特性;多孔結構InP的反射率在一定范圍內隨平均孔隙增大而增大。搭建端面耦合測試系統(tǒng),對電化學刻蝕形成的多孔波導結構進行測試,結果表明:多孔結構導波模式均為單模。對電化學刻蝕形成的長度為500μm的多孔波導結構分別進行插入損耗測試,損耗均小于10dB。
【圖文】：

電場和磁場的空間域，建立離散化網格。如圖格就是經典的離散化網格體系。()1xzyxHyEzEtHρε = ()1yzxyHzExEtHρε = ()1zyzxHxEyEtHρε =

模擬仿真中采用 PML 邊界條件。PML 的原理是在有限區(qū)域外部包裹一層較厚的以空間網格為周期單元的，幾乎可以吸收所有向外傳播的電磁波[39]。PML 邊界條件的設置目的是出的結果能夠與無限空間中計算出的結果近似。光波導傳輸模式模擬2018 年張陽[40]等人通過激光干涉曝光誘導電化學刻蝕和電子束誘導電化方法制備出周期性的 InP 多孔陣列結構，根據結果可知周期為 200 nm-3模在進行電化學刻蝕 InP 形成的多孔陣列結構的截面均勻整齊，，較容易序陣列結構，以此為依據設置模擬線寬。本節(jié)將使用 FDTD 軟件設計面上分別作寬度為 200 nm、250 nm、300 nm μm的結構。設置 PML 數(shù)值邊界，光源選中 lambda=1550 nm ，并設置擬結果進行接收，對 3 個不同寬度波導進行模式求解獲得導波模式信息場強度分布。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN252

【參考文獻】

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1 王迪;王國政;;電子束光刻技術與ICP刻蝕技術的研究[J];電子技術與軟件工程;2015年24期

2 韓守振,田潔,馮帥,任承,李志遠,程丙英,張道中;二維平板光子晶體直波導的制備和光傳輸特性的測量[J];物理學報;2005年12期

3 袁哲俊;納米科學和技術的新進展[J];工具技術;2004年09期

4 解靈運,張冶金,彭小舟,陳向飛,謝世鐘;基于SOI的光子晶體波導的研究[J];半導體光電;2003年06期

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本文編號：2624323