硅基亚波长结构光子器件研究

发布时间：2021-02-03 18:10

　　随着语音业务的激增和各种数据处理、图像、视频等新业务的涌现,特别是FTTH（Fiber To The Home）和IP网络技术的不断发展,通信系统的信息容量与处理速度呈现爆炸性增长态势。而基于金属传导的电互连技术面临严重的热耗散与不可逾越的电子瓶颈,已越来越不适应信息存储、信息传输、信息处理的高速率高带宽需求。以光子作为信息载体,以波导作为传输媒介,在芯片内部以光互连取代电互连,实现片上高密度、高速率的数据传输,是突破电互连性能瓶颈的有力手段。平面光学器件的研制,以及彼此之间的相互集成,是实现片上光互连的前提。以硅为主要材料的硅基光子学,因微电子行业的推动,研究人员对硅材料认知的加深以及硅基兼容技术的逐渐成熟,被认为是最有希望的光互连平台。本论文以硅基光互连芯片中的基于自由形态亚波长结构的无源器件及其反向设计方法作为研究目标。首先,我们介绍了硅基波导的分类以及主要数值仿真方法,并采用时域有限差分方法对条形波导模场分布特性进行了分析。随后,本论文介绍了器件反向设计的定义,并对自由形态亚波长结构和基于这种结构的器件的几种反向设计方法进行了介绍。另外,本论文也简要介绍了硅基波导的制作方法与测... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

CPU单位面积的能耗随技术节点的变化关系

图 1-2 IBM 对数据带宽的发展预测[3]是近年来逐渐发展兴起的互联方式，它作为一种新的互连方式比拟的优点，如极高带宽、超快传输速率和高抗干扰性等，是连危机最好的技术手段。目前的发展趋势是，通过将传统微电

图 1-2 IBM 对数据带宽的发展预测是近年来逐渐发展兴起的互联方式，它作为一种新的互连方式比拟的优点，如极高带宽、超快传输速率和高抗干扰性等，是连危机最好的技术手段。目前的发展趋势是，通过将传统微电技术相互结合，在集成电路芯片间乃至芯片内部用光互连替代光电混合集成型芯片，这已经成为信息技术发展的必然和业界示。可以说，在未来，芯片级的超高速光互连是“后摩尔时代展的必由之路[4]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]美国和日本光互连技术研究及其借鉴[J]. 吕惠琳.  全球科技经济瞭望. 2015(02)



本文编号：3016944