基于硅基光波导的双Fano谐振研究

发布时间：2021-10-09 16:06

　　Fano谐振具有尖锐不对称的响应谱线,来源于离散态与连续态在一定相位条件下的叠加混合,是在光学传感、光学调制、非线性光学等领域中具有竞争力的应用选择。长期以来,对于单Fano谐振的研究已经在各个领域内开展,但截止目前对于多/双Fano谐振的研究仍局限于原子物理和等离子体激元系统中。基于绝缘体上硅（SOI）材料的硅基光子学因其兼容微电子工业中的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺及其它诸多优势而成为光学领域中的研究重点。为研究光电集成领域中的多/双Fano谐振,利用硅基光波导对双Fano谐振器件的设计和验证便尤为重要。本文第一次以硅基光波导为基础设计并实验验证了可独立调谐的双Fano谐振器件。该器件由一个U形反馈波导和并排嵌入其中的半径略异的两个微环谐振器组成,只经过微环谐振器的光形成两个尖锐的离散态光束,经过设定损耗下的反馈波导与微环所构成大谐振腔的光形成波形平坦的连续态光束,不同的光束在同一个输出端发生叠加,最终形成具有两个尖锐不对称谐振峰的双Fano谐振。根据传输矩阵法,本文中给出了器件的理论模型,并采用CMOS工艺完成了器件制作。测试结果表明,该器件产生的Fano谐振非常尖锐,消... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Fano谐振形成机制
    1.3 Fano谐振的研究背景
        1.3.1 单Fano谐振研究进展
        1.3.2 双Fano谐振研究现状
    1.4 本论文研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 创新点与优势
第二章 器件结构基础理论
    2.1 引言
    2.2 硅基光波导
    2.3 硅基波导传输特性
        2.3.1 基本传输特性
        2.3.2 波导耦合理论
    2.4 微环谐振器
        2.4.1 基础结构
        2.4.2 基本参量
        2.4.3 主要功能
        2.4.4 理论建模方法
    2.5 硅基光波导调制机制
        2.5.1 热光调制
        2.5.2 电光调制
    2.6 本章小结
第三章 基于U形反馈波导的双Fano谐振研究
    3.1 引言
    3.2 双Fano谐振器件
        3.2.1 结构设计
        3.2.2 理论模型
        3.2.3 器件制作
    3.3 双Fano谐振器件测试与分析
        3.3.1 传输特性测试
        3.3.2 独立可调谐性能测试
        3.3.3 连续态相位调制分析
    3.4 器件结构优化研究
    3.5 本章小结
第四章 结合马赫增德尔结构的双Fano谐振研究
    4.1 引言
        4.1.1 马赫增德尔结构
        4.1.2 传输特性谱线
    4.2 结合马赫增德尔结构的单Fano谐振器件
        4.2.1 器件结构设计
        4.2.2 可调谐性能分析
    4.3 结合马赫增德尔结构的双Fano谐振器件
        4.3.1 器件结构设计
        4.3.2 可调谐性能分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3426692