發(fā)布時間：2021-08-21 23:28

　　近年來集成光學得到極大的發(fā)展,十字波導作為光器件中重要的組成元件其性能的好壞將直接影響集成光路的質(zhì)量。將矩形MMI耦合器引入十字波導交叉處能夠降低光信號通過十字波導交叉處時產(chǎn)生的損耗與串擾。但是傳統(tǒng)的基于多模干涉的矩形MMI十字波導損耗與串擾依然過大,將矩形MMI耦合器適當改變結(jié)構(gòu)能更大程度地降低損耗與串擾,因此研究taper型MMI耦合器具有深遠意義。taper型MMI耦合器引入十字波導中是利用taper型MMI耦合器的自成像原理,然而目前對taper型MMI耦合器成像規(guī)律的研究只涉及到幾種特定的結(jié)構(gòu),如錐形、指數(shù)型、拋物線型,沒有對一般結(jié)構(gòu)的taper型MMI耦合器的成像規(guī)律進行研究。另一方面,光信號在taper型MMI耦合器中傳播時發(fā)生模式耦合,模式耦合會引起一定的損耗,損耗通常由仿真得出,理論上對模式耦合的研究較少。本文的研究目的在于:以理論推導為主,仿真為輔,使用微擾法探索taper型MMI耦合器中的模式耦合現(xiàn)象以及耦合引起的損耗,使用導模傳輸分析法和等效折射率法探索taper型MMI耦合器中成單個像以及一般成像規(guī)律;最后設計出基于多模干涉的橢圓型十字波導以體現(xiàn)taper型M... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

多模干涉結(jié)構(gòu)

3圖 1-2 1310nm、1550nm 在新型復用器中的光場分布5. 為了減少 MMI 耦合器的尺寸，提出了指數(shù)型 MMI 耦合器，理論分析模干涉的長度與 taper 結(jié)構(gòu)各個參數(shù)之間的關系，與拋物線型 MMI 耦合器進比，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)更能減小尺寸，并利用寬角光束傳播法進行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)型 MMI 耦合器和拋物線型 MMI 耦合器類似也能縮小器件尺寸[43]。6. 如圖 1-3 所示，2012 年研究人員使用有限差分法進行優(yōu)化，引入一種 tap構(gòu)的 MMI 耦合器，整個尺寸為 3920 nm×3920 nm，損耗 0.187dB，串擾 47.58d用于廣泛的通信波段 1500 nm 到 1600 nm[44]。

圖 1-3 優(yōu)化后的十字波導結(jié)構(gòu)主要研究內(nèi)容如下：首先介紹了集成光器件中 MMI 耦合器的由來紹了制作集成光器件所使用的材料類型，同足，然后介紹了 taper 型 MMI 耦合器的優(yōu)勢以MI 耦合器在十字波導中的應用以及其他減小首先介紹平板波導中的 TE 導模與輻射模，使模式耦合系數(shù)計算公式，該公式的芯層折射型 MMI 耦合器中，得到完全能量交換距離的正確性。


本文編號：3356526