【摘要】：集成光路具有體積小、集成度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì),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(dǎo)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(jià)值。本文在研究中,采用時(shí)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(dǎo)的導(dǎo)波模式,模擬結(jié)果為單模輸出。采用電子束光刻技術(shù)在InP襯底上制備圖形作為電化學(xué)刻蝕多孔波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的掩模。采用控制變量法分別研究了電化學(xué)刻蝕過(guò)程中電流密度、掩模圖形和刻蝕時(shí)間對(duì)形成多孔結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電流密度可以影響多孔結(jié)構(gòu)表面形成的孔隙的大小和刻蝕深度;掩模圖形可以誘導(dǎo)多孔結(jié)構(gòu)的分布;刻蝕時(shí)間可以控制刻蝕的深度。對(duì)電化學(xué)刻蝕得到的多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行反射率測(cè)試,結(jié)果表明:多孔結(jié)構(gòu)InP在入射波長(zhǎng)大于900 nm時(shí)反射率明顯升高;多孔結(jié)構(gòu)InP具有良好的反射特性;多孔結(jié)構(gòu)InP的反射率在一定范圍內(nèi)隨平均孔隙增大而增大。搭建端面耦合測(cè)試系統(tǒng),對(duì)電化學(xué)刻蝕形成的多孔波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明:多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)波模式均為單模。對(duì)電化學(xué)刻蝕形成的長(zhǎng)度為500μm的多孔波導(dǎo)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行插入損耗測(cè)試,損耗均小于10dB。
【圖文】：

電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間域，建立離散化網(wǎng)格。如圖格就是經(jīng)典的離散化網(wǎng)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(wǎng)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(shè)置目的是出的結(jié)果能夠與無(wú)限空間中計(jì)算出的結(jié)果近似。光波導(dǎo)傳輸模式模擬2018 年張陽(yáng)[40]等人通過(guò)激光干涉曝光誘導(dǎo)電化學(xué)刻蝕和電子束誘導(dǎo)電化方法制備出周期性的 InP 多孔陣列結(jié)構(gòu)，根據(jù)結(jié)果可知周期為 200 nm-3模在進(jìn)行電化學(xué)刻蝕 InP 形成的多孔陣列結(jié)構(gòu)的截面均勻整齊，，較容易序陣列結(jié)構(gòu)，以此為依據(jù)設(shè)置模擬線寬。本節(jié)將使用 FDTD 軟件設(shè)計(jì)面上分別作寬度為 200 nm、250 nm、300 nm μm的結(jié)構(gòu)。設(shè)置 PML 數(shù)值邊界，光源選中 lambda=1550 nm ，并設(shè)置擬結(jié)果進(jìn)行接收，對(duì) 3 個(gè)不同寬度波導(dǎo)進(jìn)行模式求解獲得導(dǎo)波模式信息場(chǎng)強(qiáng)度分布。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN252

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2624323