發(fā)布時(shí)間：2023-04-02 22:44

　　隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的微電子行業(yè)的發(fā)展逐漸出現(xiàn)瓶頸,人們希望能通過集成光路的實(shí)現(xiàn)來打破傳統(tǒng)的“摩爾定律”。而硅基光電子學(xué)由于材料自身的優(yōu)異性以及制造工藝與傳統(tǒng)微電子的CMOS工藝相兼容等特點(diǎn)越來越受到關(guān)注。在硅基光電子學(xué)中,硅基耦合器作為重要的硅基無源器件,是實(shí)現(xiàn)光的片上合束和分束的關(guān)鍵。而相比與常見的定向耦合器(DC)和Y分叉耦合器,多模干涉(MMI)型耦合器具有損耗低,工藝容差性高,帶寬大,偏振不敏感等諸多優(yōu)勢(shì),已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的MMI器件結(jié)構(gòu)較大,關(guān)于小型化的硅基MMI報(bào)道最近幾年才出現(xiàn)。為了滿足硅基集成的需要,本文將致力于小型化,低損耗,分光均勻性好的硅基MMI的設(shè)計(jì),整個(gè)器件的大小在幾個(gè)微米量級(jí)。在不同類型的硅基MMI設(shè)計(jì)中,需要一個(gè)普適性的理論設(shè)計(jì)模型來確定設(shè)計(jì)參數(shù)。本文從MMI的自映像成像原理出發(fā),利用導(dǎo)模傳輸分析法(G-MPA)對(duì)MMI中的模場(chǎng)分布情況進(jìn)行分析,得到了三種干涉類型MMI的一般性成像規(guī)律。結(jié)合理論基礎(chǔ),論文對(duì)不同類型MMI中的相位關(guān)系作了詳細(xì)分析。論文基于理論設(shè)計(jì)模型,確定相應(yīng)的理論參數(shù)。針對(duì)對(duì)稱干涉型1×2 MMI和配對(duì)干涉性2...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 硅基光電子學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 硅基光電子學(xué)與片上互連技術(shù)發(fā)展
    1.3 硅基耦合器的分類
        1.3.1 硅基定向耦合器
        1.3.2 Y分叉耦合器
        1.3.3 多模干涉耦合器
    1.4 硅基MMI的研究進(jìn)展
    1.5 論文的創(chuàng)新點(diǎn)和內(nèi)容安排
第二章 MMI的理論基礎(chǔ)
    2.1 自映像效應(yīng)
        2.1.1 波導(dǎo)傳輸理論分析
        2.1.2 導(dǎo)模傳輸分析
    2.2 多模干涉耦合器的分類
        2.2.1 一般干涉型MMI
        2.2.2 配對(duì)干涉型MMI
        2.2.3 對(duì)稱干涉型MMI
    2.3 硅基MMI中的相位關(guān)系分析
        2.3.1 1×2型MMI中的相位關(guān)系
        2.3.2 N×N型MMI中的相位關(guān)系
    2.4 MMI的仿真求解方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 硅基MMI的仿真設(shè)計(jì)與加工工藝
    3.1 硅基波導(dǎo)中的模場(chǎng)分析
    3.2 硅基MMI的性能指標(biāo)
    3.3 1×2 MMI的仿真優(yōu)化
    3.4 2×2 MMI的仿真優(yōu)化
    3.5 硅基光電子的加工工藝
    3.6 本章小結(jié)
第四章 硅基MMI的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試分析
    4.1 硅基MMI的版圖設(shè)計(jì)
    4.2 MMI測(cè)試系統(tǒng)搭建與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.1 無源測(cè)試系統(tǒng)
        4.2.2 1×2 MMI實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析
        4.2.3 2×2MMI的測(cè)試分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 基于MMI的硅基熱光開光的測(cè)試與分析
    5.1 熱光開光基本原理
    5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測(cè)試系統(tǒng)搭建
    5.3 測(cè)試分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3780112