發(fā)布時間：2020-10-21 07:19

　　 隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn),人們迫切地希望信息傳輸能夠效率更高、速度更快。在現(xiàn)有的多種信息載體中,光是最為理想的。以光為信息載體的光網(wǎng)絡(luò)可以極大滿足人們對信息傳輸高速化、高效化的要求。電光調(diào)制器作為光網(wǎng)絡(luò)中的重要器件之一,受到了人們廣泛的關(guān)注。該類器件以電學(xué)效應(yīng)控制光信號的調(diào)制與傳輸,實現(xiàn)了通信媒介由電到光的轉(zhuǎn)變,極大促進(jìn)了全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。近年來集成光學(xué)已經(jīng)成為光電子器件領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,基于光子晶體的電光調(diào)制器具有低損耗、高消光比、低功耗、尺寸小易于集成等優(yōu)點(diǎn),開展對基于光子晶體的電光調(diào)制器件的研究具有重要的應(yīng)用價值。本文首先對硅基載流子色散效應(yīng)理論和Aubry-Andr(?)-Harper(AAH)理論模型進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上提出了一種基于AAH諧振腔的光子晶體電光調(diào)制器的模型——在硅基平板上刻蝕圓形空氣孔形成三角型晶格的光子晶體結(jié)構(gòu),在二維光子晶體線缺陷處引入AAH諧振腔,并通過摻雜在線缺陷波導(dǎo)處形成p-n結(jié)。鑒于AAH諧振腔結(jié)構(gòu)特性,設(shè)計了三個晶格失配參數(shù)不同的諧振腔調(diào)制器,這三個器件均利用缺陷模遷移原理實現(xiàn)光調(diào)制。利用Lumerical仿真軟件中的FDTD Solution模塊和Device模塊對這結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行光學(xué)仿真和電學(xué)仿真,優(yōu)化器件的結(jié)構(gòu)并分析各參數(shù)對調(diào)制器性能的影響,通過對比給出性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)仿真結(jié)果將本文三個晶格失配參數(shù)不同的調(diào)制器的性能進(jìn)行對比分析,當(dāng)晶格失配參數(shù)為β=8898.0時器件性能達(dá)到最優(yōu),器件的長度為9.03μm,3dB帶寬為1.01nm,折射率差達(dá)到0.01時可以實現(xiàn)波長為1550nm的TE模調(diào)制,且器件的插入損耗為1.19dB,消光比為29.89dB,此時工藝誤差對其性能的影響較小。與現(xiàn)有成果相比,該基于AAH諧振腔的光子晶體調(diào)制器尺寸小易于集成,且具有高消光比,對于硅光子集成器件具有重要意義。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN761
【部分圖文】：

(a)一維光子晶體 (b)二維光子晶體 (c)三維光子晶體圖 1.1 光子晶體結(jié)構(gòu)示意圖1.1.2 光子晶體基本特性光子晶體具有許多有趣的物理特性，本文主要對以下三種特性進(jìn)行詳細(xì)的描述：光子禁帶、光子局域和抑制自發(fā)輻射：（1）光子禁帶與固體物理領(lǐng)域的能帶結(jié)構(gòu)的概念相類似，光子禁帶(photonic band gap, PBG)是周期性光

導(dǎo)調(diào)制器相比，體調(diào)制器存在功耗高、體積大、不利于光電調(diào)制器展開研究。照波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的不同可以大致劃分為以下三種：脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)制器和狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)調(diào)制器，下面主要對這三類波導(dǎo)結(jié)構(gòu)制器云、陳樹強(qiáng)等人[23]研究設(shè)計出了以脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的波導(dǎo)波導(dǎo)調(diào)制器的基礎(chǔ)上，將部分折射率較大的鈮酸鋰用折射率通過減小微波等效折射率的方式來提高傳統(tǒng)調(diào)制器的帶寬。 1.2(a)是調(diào)制器的剖面圖，縱向呈馬赫曾德爾型，圖 1.2(b)為

學(xué)位論文 度電極制作技術(shù)。尖端技術(shù)研究院的 Kim Kinam 等人[25]研究設(shè)計出了光調(diào)制器，器件結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示，該調(diào)制器脊波導(dǎo)調(diào)制器的長度為 35um，其 3dB 帶寬達(dá)到了 55GHz。
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本文編號：2849819