隨著全球信息化時代的到來,光通信網(wǎng)絡技術(shù)正朝著高集成度、高速率、大容量的方向飛速發(fā)展。近年來,為提高光網(wǎng)絡的適應性和靈活性,結(jié)構(gòu)各異的集成光學器件層出不窮,由于其具有模塊化、小型化和可集成等優(yōu)點,成為了未來光通信技術(shù)發(fā)展的重點方向。微環(huán)諧振器是一種特別重要的基礎光學元器件,其具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高、性能穩(wěn)定、波長選擇性好等特點,能夠適用于構(gòu)成各種不同性能的復雜器件,如激光器、光濾波器、光調(diào)制器、光開關、傳感器、光學延遲線等。本論文以單晶鈮酸鋰薄膜微環(huán)諧振器作為研究對象,在基本理論、仿真建模、制備工藝等方面進行了系統(tǒng)的研究。本文采用鈮酸鋰（LiNbO₃,LN）作為光波導芯層材料,其綜合性能優(yōu)異,表現(xiàn)為通光范圍廣,非線性系數(shù)大,有較強的壓電效應、熱釋電效應,并選用絕緣體上鈮酸鋰（Lithium niobite on insulator,LNOI）作為基本結(jié)構(gòu),設計、制備并測試了微環(huán)諧振器。本文的主要研究內(nèi)容和研究成果如下:1、微環(huán)諧振器的仿真建模研究根據(jù)光波導理論以及微環(huán)諧振器的工作原理,運用COMSOL有限元仿真軟件,先后對直波導與微環(huán)波導進行了建模仿真,設... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈮酸鋰晶體結(jié)構(gòu)

第一章緒論3insulator，LNOI）。它具有單晶性高、折射率對比差大等顯著優(yōu)點，被大量應用于多種光電器件的研究制備中。在本論文中，所使用的LNOI結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，上層為約400nm厚的單晶LN薄膜，中間層為約2μm厚的SiO2隔離層，下層為約0.2mm厚的Si襯底。單晶LN薄膜的光折射率為2.2，SiO2隔離層的折射率為1.46，由于這兩種材料之間存在著較大的折射率差，使得用該結(jié)構(gòu)制備的光學器件具有較優(yōu)異的限光能力，為進一步實現(xiàn)高集成度和小型化的集成光學器件奠定了基矗圖1-2LNOI層結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-3所示，離子注入剝離法的一般流程為：首先，對鈮酸鋰晶片進行高能He+注入，在一定深度處產(chǎn)生損傷層。隨后，在另一塊Si晶圓表面利用PECVD（等離子體增強化學氣相沉積法）沉積一層約2μm厚的SiO2薄膜作為鍵合層，再將鍵合層面和鈮酸鋰晶片的注入面通過外力粘接在一起。最后，對整體進行退火處理，在退火過程中，注入在鈮酸鋰體內(nèi)的He+形成氣泡，使鈮酸鋰晶片沿著損傷層劈裂開來，多余的鈮酸鋰將自動分離，最終使鈮酸鋰薄膜轉(zhuǎn)移至Si襯底上。由離子注入剝離法形成的LN薄膜結(jié)構(gòu)被稱作LNOI結(jié)構(gòu)，由于單晶鈮酸鋰和二氧化硅之間存在著高折射率差，具有特殊的光學效果。圖1-3離子注入剝離法目前，已經(jīng)報道了很多基于LNOI結(jié)構(gòu)的各種高性能光子器件的研究，包括微環(huán)諧振器、波長轉(zhuǎn)換器件、光耦合器和電光調(diào)制器等，它們大多數(shù)都是基于光波導結(jié)構(gòu)制備的[24-28]。光波導結(jié)構(gòu)是集成光學器件的基礎，制備出高質(zhì)量的光波導有助于后續(xù)各類光學器件的研究。制備光波導的常用方法有干法刻蝕、濕法刻蝕、

第一章緒論3insulator，LNOI）。它具有單晶性高、折射率對比差大等顯著優(yōu)點，被大量應用于多種光電器件的研究制備中。在本論文中，所使用的LNOI結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，上層為約400nm厚的單晶LN薄膜，中間層為約2μm厚的SiO2隔離層，下層為約0.2mm厚的Si襯底。單晶LN薄膜的光折射率為2.2，SiO2隔離層的折射率為1.46，由于這兩種材料之間存在著較大的折射率差，使得用該結(jié)構(gòu)制備的光學器件具有較優(yōu)異的限光能力，為進一步實現(xiàn)高集成度和小型化的集成光學器件奠定了基矗圖1-2LNOI層結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-3所示，離子注入剝離法的一般流程為：首先，對鈮酸鋰晶片進行高能He+注入，在一定深度處產(chǎn)生損傷層。隨后，在另一塊Si晶圓表面利用PECVD（等離子體增強化學氣相沉積法）沉積一層約2μm厚的SiO2薄膜作為鍵合層，再將鍵合層面和鈮酸鋰晶片的注入面通過外力粘接在一起。最后，對整體進行退火處理，在退火過程中，注入在鈮酸鋰體內(nèi)的He+形成氣泡，使鈮酸鋰晶片沿著損傷層劈裂開來，多余的鈮酸鋰將自動分離，最終使鈮酸鋰薄膜轉(zhuǎn)移至Si襯底上。由離子注入剝離法形成的LN薄膜結(jié)構(gòu)被稱作LNOI結(jié)構(gòu)，由于單晶鈮酸鋰和二氧化硅之間存在著高折射率差，具有特殊的光學效果。圖1-3離子注入剝離法目前，已經(jīng)報道了很多基于LNOI結(jié)構(gòu)的各種高性能光子器件的研究，包括微環(huán)諧振器、波長轉(zhuǎn)換器件、光耦合器和電光調(diào)制器等，它們大多數(shù)都是基于光波導結(jié)構(gòu)制備的[24-28]。光波導結(jié)構(gòu)是集成光學器件的基礎，制備出高質(zhì)量的光波導有助于后續(xù)各類光學器件的研究。制備光波導的常用方法有干法刻蝕、濕法刻蝕、

【參考文獻】：
期刊論文
[1]集成光學國際研究進展[J]. 張彤,崔一平.  電子器件. 2004(01)



本文編號：3591061