基于鈮酸鋰薄膜的集成光波導(dǎo)器件設(shè)計(jì)及在微波光子濾波器中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-04-24 08:43
在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、高清視頻等新一代信息技術(shù)日新月異的今天,“云生活”成為一種新潮的生活方式,龐大的數(shù)據(jù)吞吐量以及數(shù)據(jù)傳輸速率,對(duì)未來通信行業(yè)提出了更高的要求。集成光子器件得益于尺寸小、耗電少、成本低、集成度高等優(yōu)勢(shì),無論是在通信、傳感、計(jì)算乃至人工智能方面都有非常廣泛的應(yīng)用。在眾多實(shí)現(xiàn)集成光子器件的材料中,鈮酸鋰憑借其良好的電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、壓電效應(yīng)、雙折射特性以及非線性效應(yīng),享有“光學(xué)硅”的美譽(yù),在集成光子學(xué)領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的地位。鈮酸鋰薄膜(LNOI)的問世,為鈮酸鋰行業(yè)的發(fā)展帶來了技術(shù)革新,LNOI不但保留了鈮酸鋰材料的優(yōu)良特性,而且由于鈮酸鋰與二氧化硅材料之間具有較高的折射率差(0.7),使得基于LNOI的光波導(dǎo)器件無論是在器件的性能方面還是在集成度方面都有非常大的提升,因此吸引了大量的研究者。近年來,基于LNOI的光波導(dǎo)器件層出不窮,目前報(bào)道的主要有低損耗光波導(dǎo)、電光調(diào)制器、聲光調(diào)制器、諧振腔、光子晶體以及非線性光學(xué)器件等。LNOI已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了與Si、SiN等平臺(tái)的混合集成,能夠綜合各種材料的優(yōu)勢(shì)于一身。LNOI將來能夠在大規(guī)模光子集成電路、集成微波光子系統(tǒng)等領(lǐng)...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:145 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 基于鈮酸鋰薄膜的集成光波導(dǎo)器件的研究進(jìn)展
1.1.1 鈮酸鋰薄膜
1.1.2 基于鈮酸鋰薄膜的集成光波導(dǎo)器件研究進(jìn)展
1.2 偏振分束器和波導(dǎo)光柵延遲線的研究現(xiàn)狀
1.2.1 偏振分束器
1.2.2 波導(dǎo)光柵延遲線
1.3 微波光子濾波器及其發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 可調(diào)諧微波光子濾波器
1.3.2 集成微波光子濾波器
1.3.3 偏振分束器與光延遲線在微波光子濾波器的中應(yīng)用
1.4 本文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 集成光波導(dǎo)器件理論基礎(chǔ)
2.1 光波導(dǎo)理論基礎(chǔ)
2.1.1 平板光波導(dǎo)的波動(dòng)光學(xué)理論
2.1.2 條形光波導(dǎo)的波動(dòng)光學(xué)理論
2.2 定向耦合器與波導(dǎo)光柵基本原理
2.2.1 定向耦合器基本原理
2.2.2 波導(dǎo)光柵基本原理
2.3 集成光波導(dǎo)器件分析方法
2.3.1 有效折射率法
2.3.2 光束傳輸法
2.3.3 時(shí)域有限差分法
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器研究
3.1 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器工作原理
3.2 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.3 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器性能分析與工藝流程
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線研究
4.1 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線工作原理
4.2 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線性能測(cè)試與分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于鈮酸鋰薄膜的偏振分束器和波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線在微波光子濾波器中的應(yīng)用
5.1 微波光子濾波器
5.1.1 單光源微波光子濾波器
5.1.2 多光源微波光子濾波器
5.1.3 微波光子濾波器頻譜響應(yīng)指標(biāo)
5.2 基于LNOI偏振分束器與波導(dǎo)光柵延遲線的可調(diào)諧陷波微波光子濾波器研究
5.3 基于LNOI波導(dǎo)光柵延遲線的可調(diào)諧帶通微波光子濾波器研究
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)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況
附錄
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]LNOI光電子集成芯片技術(shù)[J]. 韓春林,錢廣,胡國(guó)華. 光電子技術(shù). 2019(03)
[2]Acousto-optical modulation of thin film lithium niobate waveguide devices[J]. LUTONG CAI,ASHRAF MAHMOUD,MSI KHAN,MOHAMED MAHMOUD,TAMAL MUKHERJEE,JAMES BAIN,GIANLUCA PIAZZA. Photonics Research. 2019(09)
[3]Silicon-on-insulator-based microwave photonic filter with widely adjustable bandwidth[J]. LU XU,JIE HOU,HAITAO TANG,YUAN YU,YU YU,XUEWEN SHU,XINLIANG ZHANG. Photonics Research. 2019(02)
[4]Integrated optical delay lines:a review and perspective[Invited][J]. 周林杰,王心怡,陸梁軍,陳建平. Chinese Optics Letters. 2018(10)
[5]Tunable optical delay line based on integrated grating-assisted contradirectional couplers[J]. XU WANG,YUHE ZHAO,YUNHONG DING,SANSHUI XIAO,JIANJI DONG. Photonics Research. 2018(09)
[6]取樣啁啾光纖光柵的時(shí)延抖動(dòng)抑制[J]. 王旭,余重秀,王葵如,于志輝,吳強(qiáng),王星,桑新柱. 半導(dǎo)體光電. 2004(02)
本文編號(hào):3157055
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:145 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 基于鈮酸鋰薄膜的集成光波導(dǎo)器件的研究進(jìn)展
1.1.1 鈮酸鋰薄膜
1.1.2 基于鈮酸鋰薄膜的集成光波導(dǎo)器件研究進(jìn)展
1.2 偏振分束器和波導(dǎo)光柵延遲線的研究現(xiàn)狀
1.2.1 偏振分束器
1.2.2 波導(dǎo)光柵延遲線
1.3 微波光子濾波器及其發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 可調(diào)諧微波光子濾波器
1.3.2 集成微波光子濾波器
1.3.3 偏振分束器與光延遲線在微波光子濾波器的中應(yīng)用
1.4 本文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 集成光波導(dǎo)器件理論基礎(chǔ)
2.1 光波導(dǎo)理論基礎(chǔ)
2.1.1 平板光波導(dǎo)的波動(dòng)光學(xué)理論
2.1.2 條形光波導(dǎo)的波動(dòng)光學(xué)理論
2.2 定向耦合器與波導(dǎo)光柵基本原理
2.2.1 定向耦合器基本原理
2.2.2 波導(dǎo)光柵基本原理
2.3 集成光波導(dǎo)器件分析方法
2.3.1 有效折射率法
2.3.2 光束傳輸法
2.3.3 時(shí)域有限差分法
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器研究
3.1 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器工作原理
3.2 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.3 基于鈮酸鋰薄膜的定向耦合型偏振分束器性能分析與工藝流程
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線研究
4.1 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線工作原理
4.2 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3 基于鈮酸鋰薄膜的波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線性能測(cè)試與分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于鈮酸鋰薄膜的偏振分束器和波導(dǎo)光柵可調(diào)諧延遲線在微波光子濾波器中的應(yīng)用
5.1 微波光子濾波器
5.1.1 單光源微波光子濾波器
5.1.2 多光源微波光子濾波器
5.1.3 微波光子濾波器頻譜響應(yīng)指標(biāo)
5.2 基于LNOI偏振分束器與波導(dǎo)光柵延遲線的可調(diào)諧陷波微波光子濾波器研究
5.3 基于LNOI波導(dǎo)光柵延遲線的可調(diào)諧帶通微波光子濾波器研究
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)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況
附錄
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]LNOI光電子集成芯片技術(shù)[J]. 韓春林,錢廣,胡國(guó)華. 光電子技術(shù). 2019(03)
[2]Acousto-optical modulation of thin film lithium niobate waveguide devices[J]. LUTONG CAI,ASHRAF MAHMOUD,MSI KHAN,MOHAMED MAHMOUD,TAMAL MUKHERJEE,JAMES BAIN,GIANLUCA PIAZZA. Photonics Research. 2019(09)
[3]Silicon-on-insulator-based microwave photonic filter with widely adjustable bandwidth[J]. LU XU,JIE HOU,HAITAO TANG,YUAN YU,YU YU,XUEWEN SHU,XINLIANG ZHANG. Photonics Research. 2019(02)
[4]Integrated optical delay lines:a review and perspective[Invited][J]. 周林杰,王心怡,陸梁軍,陳建平. Chinese Optics Letters. 2018(10)
[5]Tunable optical delay line based on integrated grating-assisted contradirectional couplers[J]. XU WANG,YUHE ZHAO,YUNHONG DING,SANSHUI XIAO,JIANJI DONG. Photonics Research. 2018(09)
[6]取樣啁啾光纖光柵的時(shí)延抖動(dòng)抑制[J]. 王旭,余重秀,王葵如,于志輝,吳強(qiáng),王星,桑新柱. 半導(dǎo)體光電. 2004(02)
本文編號(hào):3157055
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