本文關鍵詞：基于磷化銦集成波導光柵的波分復用和路由器件研究　出處：《浙江大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 光子集成 波分復用器 波長路由器 全光路由器 蝕刻衍射光柵 陣列波導光柵

【摘要】：近幾十年來,網(wǎng)絡通信容量的激增驅(qū)使磷化銦基的光電子器件得到了飛速的發(fā)展。隨著對低成本和低功耗等方面要求的持續(xù)提高、光電子芯片制作工藝的逐漸成熟,將多個光子器件集成于一體的集成光電子芯片將逐漸取代分立光器件,這是光電子行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。在此背景下,本文將深入研究了磷化銦平臺上的集成波導光柵器件。本文首先研究了磷化銦上基于蝕刻衍射光柵的波分復用器件,設計并制作了8×500GHz合波器,并通過實驗驗證了該器件具有損耗小、通道間串擾低等優(yōu)點。該器件的另一優(yōu)點是尺寸很小,具有與激光器、調(diào)制器等有源器件集成的潛力,可廣泛應用于無源光網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心和移動網(wǎng)絡基站。本文研究的另一個重點是用于全光路由芯片的波長路由器,提出了基于蝕刻衍射光柵的波長路由器件,并對其進行了結構設計和實驗研究。對蝕刻衍射光柵波長路由器各通道間損耗差異較大的問題進行了理論分析,指出各通道間損耗的差異是由相對較大的光柵齒面導致的。為解決這個問題,分別提出了旋轉(zhuǎn)齒面法和弧形齒面法兩種方案,不僅使得器件的通道損耗均勻性得到了明顯提升,還將器件頻譜通帶響應改善為頂端平坦,增大了通帶帶寬,兩種方法均在4×4和16×16的蝕刻衍射光柵波長路由器中得到了實驗驗證。此外,對應用于單片集成全光路由器的蝕刻衍射光柵波長路由器做了結構和掩膜設計,通過全光路由芯片的測試結果,驗證了波長路由器在全光路由芯片中的作用。為充分研究波長路由器,本文還對波長路由器的另一實現(xiàn)方案——陣列波導光柵波長路由器進行了研究,并給出了4×4和16×16陣列波導光柵波長路由器的實驗結果,進而通過改變輸出陣列波導朝向的方法對該器件進行了損耗均勻的設計。基于充分的理論和實驗結果,我們對基于蝕刻衍射光柵和陣列波導光柵的波長路由器各方面進行了比較,說明了二者適用的范圍。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN915.05;TN25

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