硅基多模干涉型光波导耦合器/偏振分束器的研制
发布时间：2021-08-17 18:45
随着光通信/传感系统的发展,对光波导耦合器/偏振分束器的性能提出更高要求。硅基多模干涉（MMI）型耦合器/偏振分束器具有稳定性高、集成度高、批量化和与CMOS工艺兼容等优点,是光通信/传感领域中重要的无源器件。本文以硅基MMI型耦合器/偏振分束器为研究对象,开展了相应的理论与实验工作。第二章推导得到入口端偏移激励MMI型光波导耦合器成像理论模型,分析了单模波导内模式振荡现象。提出了入口端偏移激励MMI型光波导耦合器结构,无需添加调制部件实现分光比可调。提出了入口端偏移激励、输出端并列耦合1×2 MMI型光波导耦合器结构,基于有效折射率法（EIM）、导模传输分析法（G-MPA）和三维有限差分束传播法（FD-BPM）,分析了该结构光波传输性能,分析了入口端偏移激励1×4 MMI型光波导耦合器性能。第三章推导给出了缓冲层隙缝的微扰理论模型,分析了缓冲层内隙缝参数对多模区模场分布的影响。提出了基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器。全矢量有限元法（FV-FEM）仿真获得隙缝结构优化参数,EIM和二维FD-BPM仿真分析了多模区宽度,三维FD-BPM优化设计了偏振分束器多模区长度和输入、输出波...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光波导耦合器研究进展
1.1.1 光波导耦合器的技术标准
1.1.2 光波导耦合器分类
1.1.3 光波导耦合器的调节方法
1.2 光波导偏振分束器研究进展
1.2.1 光波导偏振分束器的技术标准
1.2.2 光波导偏振分束器材料分类
1.2.3 光波导偏振分束器机理分类
1.3 工艺对SoS光波导无源器件性能的影响
1.3.1 波导与光纤耦合偏移问题
1.3.2 波导制备工艺带来的偏振问题
1.4 本文主要工作
第二章 入口端偏移激励MMI型光波导耦合器分析
2.1 入口端中心激励多入/出MMI型光波导耦合器分析
2.1.1 自镜像效应
2.1.2 多模区模场分布及传输特性
2.2 入口端偏移激励多入/出MMI型光波导耦合器分析
2.2.1 入口端偏移激励引起的谐振现象
2.2.2 入口端偏移激励自镜像效应
2.2.3 分析与讨论
2.3 入口端偏移激励MMI型光波导耦合器分析
2.3.1 对称1×4 MMI型光波导耦合器波导元部件
2.3.2 对称1×4 MMI型光波导耦合器分析与讨论
2.3.3 非对称1×4 MMI型光波导耦合器分析与讨论
2.3.4 输出端并列耦合1×2 MMI型光波导耦合器优化设计
2.4 本章小结
第三章 基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器分析
3.1 基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器机理
3.1.1 基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器结构
3.1.2 模场分布分析
3.2 波导端面结构优化设计
3.2.1 多模区模式分析
3.2.2 多模区宽度
3.2.3 隙缝深度与宽度
3.2.4 隙缝长度
3.3 偏振分束器优化设计
3.3.1 输出位置
3.3.2 多模区长度
3.3.3 偏振分束器分析与讨论
3.4 本章小结
第四章 SoS-MMI型光波导耦合器/偏振分束器的制备、测试和分析
4.1 SoS基光波导制备工艺
4.2 测试系统
4.2.1 测试参数
4.2.2 测试系统构建
4.2.3 测试流程
4.3 SoS-MMI型光波导耦合器测试结果和分析
4.3.1 1×4 MMI型光波导耦合器测试结果分析
4.3.2 1×2 MMI型光波导耦合器测试结果分析
4.4 SoS-MMI型光波导偏振分束器的测试结果和分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimal design of sub-wavelength metal rectangular gratings for polarizing beam splitter based on effective medium theory[J]. 赵华君,彭拥军,谭菊,廖长荣,李鹏,任晓霞. Chinese Physics B. 2009(12)
本文编号：3348293
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光波导耦合器研究进展
1.1.1 光波导耦合器的技术标准
1.1.2 光波导耦合器分类
1.1.3 光波导耦合器的调节方法
1.2 光波导偏振分束器研究进展
1.2.1 光波导偏振分束器的技术标准
1.2.2 光波导偏振分束器材料分类
1.2.3 光波导偏振分束器机理分类
1.3 工艺对SoS光波导无源器件性能的影响
1.3.1 波导与光纤耦合偏移问题
1.3.2 波导制备工艺带来的偏振问题
1.4 本文主要工作
第二章 入口端偏移激励MMI型光波导耦合器分析
2.1 入口端中心激励多入/出MMI型光波导耦合器分析
2.1.1 自镜像效应
2.1.2 多模区模场分布及传输特性
2.2 入口端偏移激励多入/出MMI型光波导耦合器分析
2.2.1 入口端偏移激励引起的谐振现象
2.2.2 入口端偏移激励自镜像效应
2.2.3 分析与讨论
2.3 入口端偏移激励MMI型光波导耦合器分析
2.3.1 对称1×4 MMI型光波导耦合器波导元部件
2.3.2 对称1×4 MMI型光波导耦合器分析与讨论
2.3.3 非对称1×4 MMI型光波导耦合器分析与讨论
2.3.4 输出端并列耦合1×2 MMI型光波导耦合器优化设计
2.4 本章小结
第三章 基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器分析
3.1 基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器机理
3.1.1 基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器结构
3.1.2 模场分布分析
3.2 波导端面结构优化设计
3.2.1 多模区模式分析
3.2.2 多模区宽度
3.2.3 隙缝深度与宽度
3.2.4 隙缝长度
3.3 偏振分束器优化设计
3.3.1 输出位置
3.3.2 多模区长度
3.3.3 偏振分束器分析与讨论
3.4 本章小结
第四章 SoS-MMI型光波导耦合器/偏振分束器的制备、测试和分析
4.1 SoS基光波导制备工艺
4.2 测试系统
4.2.1 测试参数
4.2.2 测试系统构建
4.2.3 测试流程
4.3 SoS-MMI型光波导耦合器测试结果和分析
4.3.1 1×4 MMI型光波导耦合器测试结果分析
4.3.2 1×2 MMI型光波导耦合器测试结果分析
4.4 SoS-MMI型光波导偏振分束器的测试结果和分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimal design of sub-wavelength metal rectangular gratings for polarizing beam splitter based on effective medium theory[J]. 赵华君,彭拥军,谭菊,廖长荣,李鹏,任晓霞. Chinese Physics B. 2009(12)
本文编号：3348293
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3348293.html
