基于硅基集成波导的前向受激布里渊效应研究

发布时间：2022-11-06 13:55

　　随着大数据、云计算和物联网等信息技术的发展,人们对高速网络数据的传输、处理以及存储有着越来越高的需求。光互连作为一种新兴的数据互连方式,它具有大带宽,高传输速率和低功耗的优点,可以很好地解决传统电互连传输带宽小、时延大、功耗高以及串扰大等缺点,具有很大的发展潜力。硅基集成光子器件是实现光互连技术的关键器件,其制作工艺能够与现有的成熟互补金属氧化物半导体（CMOS）制造工艺相兼容,而且具有集成度高、成本低廉、功耗低等诸多优点,可广泛用于片上光通信、高速光互连、光学生物传感以及微波光子学等多个领域。硅基集成光子器件在光通信波段可以实现近乎透明的信号传输,而且其高折射率使得器件的尺寸得到极大的缩小。这不仅能够产生强烈的光场限制,而且也极大的增强了波导内的光能量密度,从而激发起丰富非线性光学效应,可以被用来构建多种不同用途的集成光子器件。受激布里渊散射（SBS）是最常见的非线性光学效应之一,在光学传感、微波光子学、全光信号处理等领域具有广泛的应用,因此一个可集成的片上SBS器件在未来的信息系统中将发挥重要的作用。在国家自然科学基金项目的资助下,本论文优化设计了几种硅基波导器件,并对其中的前向受... 

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 微结构光器件中SBS效应的国内外研究动态
    1.3 本论文主要内容
    1.4 本课题的来源及受资助情况
2 波导中FSBS效应的理论基础
    2.1 引言
    2.2 FSBS效应的基本原理
    2.3 SBS的相位匹配条件
    2.4 FSBS效应的理论模型
    2.5 FSBS增益系数的全矢量理论
    2.6 本章小结
3 基于声光子晶体波导的慢光增强的FSBS效应研究
    3.1 引言
    3.2 器件结构设计
    3.3 PXC波导中FSBS效应的理论模型
    3.4 PXC波导中FSBS效应的光场和声场研究
    3.5 仿真结果分析
    3.6 本章小结
4 基于声光混合波导的FSBS效应研究
    4.1 引言
    4.2 器件结构设计
    4.3 声光混合波导中FSBS效应的声光耦合方程
    4.4 声光混合波导中FSBS效应的仿真研究
    4.5 声光混合波导的加工制作
    4.6 实验测试方案和结果
    4.7 本章小结
5 基于部分悬空跑道微环谐振腔的FSBS效应研究
    5.1 引言
    5.2 器件结构设计
    5.3 跑道微环中的谐振加强效应
    5.4 FSBS效应中的光场和声场仿真研究
    5.5 跑道微环的制作
    5.6 实验测试结果
    5.7 本章小结
6 基于矩型螺旋微环谐振腔的前向级联布里渊激光器研究
    6.1 引言
    6.2 螺旋微环中级联布里渊效应的基本原理
    6.3 器件的设计和制作
    6.4 实验测试结果
    6.5 本章小结
7 总结和展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表论文目录
附录2 论文中缩略词的含义


【参考文献】：
期刊论文
[1]高集成硅基微波光子芯片的研究进展及趋势[J]. 李嘉恒,余建国,李依桐,王任凡,罗飚.  光通信研究. 2017(03)
[2]硅基光电子学的最新进展[J]. 王兴军,苏昭棠,周治平.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(01)
[3]硅基光子集成研究进展[J]. 周培基,李智勇,俞育德,余金中.  物理学报. 2014(10)
[4]硅光子学的研究和发展趋势[J]. 余金中.  激光与光电子学进展. 2006(12)



本文编号：3703620