微环谐振腔在硅基光子集成器件中应用的研究
[Abstract]:With the development of information technology, the human life has changed greatly, the information data has increased in large quantities, and there are higher requirements for information capacity, speed and cost. Silicon based optoelectronic integrated technology has become a research hotspot with its advantages of advanced and mature CMOS technology, low price, large bandwidth, low loss and anti-interference. In view of the development and important application background of optoelectronic integration technology on silicon substrate, it is of great significance to develop high performance light source and photonic integrated device which can be used for on-chip optical interconnection by using silicon-based optical waveguide devices and luminescent materials. Is the great demand of the country. In this dissertation, based on the characteristics of small size, simple structure and easy tuning, several kinds of tunable microloop mirrors for silicon based hybrid external cavity lasers are constructed, which are based on silicon based microring resonators. A silicon-based hybrid external cavity laser is built and a bandwidth-tunable filter based on the tunable microloop coupling coefficient and MZI hybrid structure is developed. The theoretical research and experimental verification of these structures are carried out. The main innovative work and research contents include: 1. Based on the tunable and filtering characteristics of the microring resonator and the requirements of the on-chip optical interconnection light source for the monochromism and tunability of the resonator, In this paper, five mirrors based on single ring and three mirrors based on double loop are designed and experimented. Experimental results show that the highest reflectivity is 95 and the lowest is 80. Both of them can meet the requirements of silicon based hybrid external cavity lasers for resonators. The factors affecting the reflectivity of the devices are discussed and analyzed. 2. With the combination of RSOA and several kinds of silicon based microring external resonators, the Si-based hybrid external reflection cavity laser and tunable laser are realized. The output power of the laser reaches the order of mw and the side mode rejection ratio is above 30 dB. By heating the thermal electrode of the resonator, a wavelength tunable in the FSR range can be achieved, and the tunable efficiency of the center wavelength is 6.4 MW / nm.3. Based on the coupling mode theory and the tunable characteristics and coherent superposition characteristics of the microring resonator, a bandwidth-tunable filter based on the harmonic MZI hybrid structure with microloop coupling coefficient is proposed. The principle of tunable bandwidth of microloop coupling coefficient harmonic MZI hybrid structure is analyzed in detail, and the Fano phenomenon is simulated and proved by experiments. The size of the device is 1.25mm 脳 0.8mm, and the bandwidth of the device is adjustable in the range of 0.46nm~3.09nm (57.5GHz~386.25GHz).
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN713;TN248
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,本文编号:2314756
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