本文關(guān)鍵詞：硅基二氧化硅熱光開(kāi)關(guān)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光開(kāi)關(guān)矩陣是組成大規(guī)模光交換系統(tǒng)的核心器件之一,并且廣泛應(yīng)用于各種光網(wǎng)絡(luò)中。單晶體硅與硅化物的優(yōu)勢(shì)在于硅的熱傳導(dǎo)效率很高、波導(dǎo)損耗很小、工藝成熟易于集成,現(xiàn)實(shí)中對(duì)于它的利用率同樣很高,具有很好的發(fā)展前景。在硅基二氧化硅熱光開(kāi)關(guān)的研究中,光開(kāi)關(guān)在制備工藝上有著一定的困難與不成熟,所以本文主要使用Optiwave公司研發(fā)的軟件對(duì)耦合器、光開(kāi)關(guān)以及大型光開(kāi)關(guān)陣列進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)根據(jù)對(duì)熱光開(kāi)關(guān)的特性以及其各項(xiàng)參數(shù)的研究,提出優(yōu)化方案。(2)通過(guò)OptiBPM軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)的MZI(Mach-Zehnder interferometer)型開(kāi)關(guān)單元,并對(duì)其光路進(jìn)行性能仿真得到其光路傳輸時(shí)的歸一化功率與折射率變化圖。(3)根據(jù)相移器原理設(shè)計(jì)加熱電極結(jié)構(gòu),同時(shí)通過(guò)COMSOL有限元仿真軟件對(duì)電極的熱傳導(dǎo)特性進(jìn)行性能仿真,得到Si基SiO2與SOI光波導(dǎo)熱光效應(yīng)仿真輸出。(4)在2×2光開(kāi)關(guān)單元的優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建8×8矩陣光交換模塊,通過(guò)Opti-System軟件對(duì)2×2,4×4 MZI型Si基SiO2光開(kāi)關(guān)陣列的性能進(jìn)行仿真與分析,并測(cè)量出各輸出端口的能量輸出功率。
【關(guān)鍵詞】：熱光開(kāi)關(guān) 加熱電極 光開(kāi)關(guān)矩陣 硅基二氧化硅
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 光開(kāi)關(guān)傳統(tǒng)作用及其分類(lèi)9-10
• 1.2.1 光開(kāi)關(guān)的傳統(tǒng)作用9-10
• 1.2.2 光開(kāi)關(guān)的分類(lèi)10
• 1.3 光開(kāi)關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第二章 光波導(dǎo)理論基礎(chǔ)13-25
• 2.1 光波導(dǎo)理論13-16
• 2.1.1 平板波導(dǎo)的波方程13-15
• 2.1.2 平板波導(dǎo)模式分析15-16
• 2.2 矩形波導(dǎo)16-20
• 2.2.1 矩形波導(dǎo)理論模型16-18
• 2.2.2 矩形波導(dǎo)的導(dǎo)模分析18-20
• 2.3 矩形波導(dǎo)耦合理論20-21
• 2.3.1 耦合模方程20
• 2.3.2 定向耦合器20-21
• 2.4 MZI熱光開(kāi)關(guān)的性能參數(shù)及其開(kāi)關(guān)原理21-24
• 2.4.1 光開(kāi)關(guān)的性能參數(shù)21-23
• 2.4.2 MZI熱光開(kāi)關(guān)原理23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 對(duì)MZI熱光開(kāi)關(guān)單元器件設(shè)計(jì)、模擬及優(yōu)化25-37
• 3.1 定向 3dB耦合器的模擬優(yōu)化25-29
• 3.1.1 加熱電極設(shè)計(jì)的要素25-26
• 3.1.2 3dB耦合器設(shè)計(jì)要素26-27
• 3.1.3 設(shè)計(jì)規(guī)格及模擬分析27-29
• 3.2 定向 3dB耦合器型MZI熱光開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)模擬29-32
• 3.2.1 對(duì)稱(chēng) 3dB耦合器MZI熱光開(kāi)關(guān)29-31
• 3.2.2 非對(duì)稱(chēng) 3dB耦合器MZI熱光開(kāi)關(guān)31-32
• 3.3 多模干涉(Multimode Interference MMI)耦合器的模擬優(yōu)化32-36
• 3.3.1 對(duì)稱(chēng)MMI耦合器型的MZI光開(kāi)關(guān)的模擬優(yōu)化34
• 3.3.2 非對(duì)稱(chēng)MMI耦合器型的MZI光開(kāi)關(guān)的模擬優(yōu)化34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 加熱電極的設(shè)計(jì)與光波導(dǎo)仿真37-50
• 4.1 熱光效應(yīng)基礎(chǔ)37-39
• 4.1.1 熱光系數(shù)37-38
• 4.1.2 熱光效應(yīng)38-39
• 4.2 熱傳導(dǎo)理論基礎(chǔ)39-40
• 4.2.1 傅立葉定理39
• 4.2.2 導(dǎo)熱系數(shù)39-40
• 4.3 熱光效應(yīng)的仿真方式40-42
• 4.4 熱學(xué)模型的建立42-46
• 4.4.1 熱傳導(dǎo)方程的建立42-43
• 4.4.2 邊界條件的設(shè)置43-45
• 4.4.3 加熱電極的設(shè)計(jì)45-46
• 4.5 光波導(dǎo)仿真結(jié)果46-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 矩陣光開(kāi)關(guān)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)50-55
• 5.1 Crossbar型光開(kāi)關(guān)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)介紹50-51
• 5.2 Banyan型光開(kāi)關(guān)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模擬分析51-52
• 5.2.1 Banyan型光開(kāi)關(guān)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)51
• 5.2.2 擴(kuò)展Banyan型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)51-52
• 5.3 對(duì)Banyan矩陣開(kāi)關(guān)進(jìn)行模擬分析52-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)成果56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-59

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  本文關(guān)鍵詞：硅基二氧化硅熱光開(kāi)關(guān)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：262259