隨著光通信/傳感系統(tǒng)的發(fā)展,對光波導(dǎo)耦合器/偏振分束器的性能提出更高要求。硅基多模干涉（MMI）型耦合器/偏振分束器具有穩(wěn)定性高、集成度高、批量化和與CMOS工藝兼容等優(yōu)點,是光通信/傳感領(lǐng)域中重要的無源器件。本文以硅基MMI型耦合器/偏振分束器為研究對象,開展了相應(yīng)的理論與實驗工作。第二章推導(dǎo)得到入口端偏移激勵MMI型光波導(dǎo)耦合器成像理論模型,分析了單模波導(dǎo)內(nèi)模式振蕩現(xiàn)象。提出了入口端偏移激勵MMI型光波導(dǎo)耦合器結(jié)構(gòu),無需添加調(diào)制部件實現(xiàn)分光比可調(diào)。提出了入口端偏移激勵、輸出端并列耦合1×2 MMI型光波導(dǎo)耦合器結(jié)構(gòu),基于有效折射率法（EIM）、導(dǎo)模傳輸分析法（G-MPA）和三維有限差分束傳播法（FD-BPM）,分析了該結(jié)構(gòu)光波傳輸性能,分析了入口端偏移激勵1×4 MMI型光波導(dǎo)耦合器性能。第三章推導(dǎo)給出了緩沖層隙縫的微擾理論模型,分析了緩沖層內(nèi)隙縫參數(shù)對多模區(qū)模場分布的影響。提出了基于緩沖層隙縫的MMI型光波導(dǎo)偏振分束器。全矢量有限元法（FV-FEM）仿真獲得隙縫結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù),EIM和二維FD-BPM仿真分析了多模區(qū)寬度,三維FD-BPM優(yōu)化設(shè)計了偏振分束器多模區(qū)長度和輸入、輸出波... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 光波導(dǎo)耦合器研究進(jìn)展
        1.1.1 光波導(dǎo)耦合器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
        1.1.2 光波導(dǎo)耦合器分類
        1.1.3 光波導(dǎo)耦合器的調(diào)節(jié)方法
    1.2 光波導(dǎo)偏振分束器研究進(jìn)展
        1.2.1 光波導(dǎo)偏振分束器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
        1.2.2 光波導(dǎo)偏振分束器材料分類
        1.2.3 光波導(dǎo)偏振分束器機理分類
    1.3 工藝對SoS光波導(dǎo)無源器件性能的影響
        1.3.1 波導(dǎo)與光纖耦合偏移問題
        1.3.2 波導(dǎo)制備工藝帶來的偏振問題
    1.4 本文主要工作
第二章 入口端偏移激勵MMI型光波導(dǎo)耦合器分析
    2.1 入口端中心激勵多入/出MMI型光波導(dǎo)耦合器分析
        2.1.1 自鏡像效應(yīng)
        2.1.2 多模區(qū)模場分布及傳輸特性
    2.2 入口端偏移激勵多入/出MMI型光波導(dǎo)耦合器分析
        2.2.1 入口端偏移激勵引起的諧振現(xiàn)象
        2.2.2 入口端偏移激勵自鏡像效應(yīng)
        2.2.3 分析與討論
    2.3 入口端偏移激勵MMI型光波導(dǎo)耦合器分析
        2.3.1 對稱1×4 MMI型光波導(dǎo)耦合器波導(dǎo)元部件
        2.3.2 對稱1×4 MMI型光波導(dǎo)耦合器分析與討論
        2.3.3 非對稱1×4 MMI型光波導(dǎo)耦合器分析與討論
        2.3.4 輸出端并列耦合1×2 MMI型光波導(dǎo)耦合器優(yōu)化設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于緩沖層隙縫的MMI型光波導(dǎo)偏振分束器分析
    3.1 基于緩沖層隙縫的MMI型光波導(dǎo)偏振分束器機理
        3.1.1 基于緩沖層隙縫的MMI型光波導(dǎo)偏振分束器結(jié)構(gòu)
        3.1.2 模場分布分析
    3.2 波導(dǎo)端面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
        3.2.1 多模區(qū)模式分析
        3.2.2 多模區(qū)寬度
        3.2.3 隙縫深度與寬度
        3.2.4 隙縫長度
    3.3 偏振分束器優(yōu)化設(shè)計
        3.3.1 輸出位置
        3.3.2 多模區(qū)長度
        3.3.3 偏振分束器分析與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 SoS-MMI型光波導(dǎo)耦合器/偏振分束器的制備、測試和分析
    4.1 SoS基光波導(dǎo)制備工藝
    4.2 測試系統(tǒng)
        4.2.1 測試參數(shù)
        4.2.2 測試系統(tǒng)構(gòu)建
        4.2.3 測試流程
    4.3 SoS-MMI型光波導(dǎo)耦合器測試結(jié)果和分析
        4.3.1 1×4 MMI型光波導(dǎo)耦合器測試結(jié)果分析
        4.3.2 1×2 MMI型光波導(dǎo)耦合器測試結(jié)果分析
    4.4 SoS-MMI型光波導(dǎo)偏振分束器的測試結(jié)果和分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Optimal design of sub-wavelength metal rectangular gratings for polarizing beam splitter based on effective medium theory[J]. 趙華君,彭擁軍,譚菊,廖長榮,李鵬,任曉霞.  Chinese Physics B. 2009(12)



本文編號：3348293