BTO薄膜的制備及其調(diào)制器應(yīng)用的基礎(chǔ)研究.pdf

1、新一代光網(wǎng)絡(luò)信號處理需要高性能的波導(dǎo)調(diào)制器，高電光性能的波導(dǎo)材料是制作高性能調(diào)制器的前提。鈦酸鋇（BTO）薄膜材料具有優(yōu)良的電光特性、高度可集成性和優(yōu)異的襯底兼容性。隨著微電子加工技術(shù)的不斷發(fā)展，BTO薄膜材料在高速電光器件方面具有重要的應(yīng)用前景。本論文對于BTO薄膜的制備表征、實驗測試和調(diào)制器結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了研究。在成功制備BTO薄膜的基礎(chǔ)上，通過調(diào)制器波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而實現(xiàn)對光信號的高速調(diào)制。
　　采用溶膠-凝膠法制備BTO薄膜

2、。探討旋涂BTO薄膜的層數(shù)對樣品厚度的影響，通過分析成膜情況優(yōu)化制備工藝。研究旋涂參數(shù)及烘干溫度對薄膜厚度和成膜質(zhì)量的影響，確定出最優(yōu)BTO薄膜質(zhì)量所對應(yīng)的工藝參數(shù)。
　　利用X射線衍射法分析了不同退火溫度對薄膜結(jié)晶性能的影響，得到最佳結(jié)晶溫度為700℃。推導(dǎo)了電光系數(shù)的測量公式，搭建測試系統(tǒng)，利用簡單反射法對BTO薄膜電光系數(shù)進行了研究，得到532nm波長下電光系數(shù)為87.5pm/V。設(shè)計波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，利用激光直寫光刻技術(shù)研究了波導(dǎo)

3、加工工藝，獲得了10μm的光刻分辨率，滿足了波導(dǎo)加工精度的要求。
　　研究BTO薄膜脊形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對于波導(dǎo)傳輸模式的影響。采用有效折射率法，對脊型波導(dǎo)單模傳輸進行模擬仿真，得到單模傳輸條件的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)，優(yōu)化的BTO薄膜波導(dǎo)內(nèi)外脊高分別為600nm和300nm，脊寬小于1μm。設(shè)計Y分支型、定向耦合器型兩種不同分束器結(jié)構(gòu)的馬赫-曾德爾電光調(diào)制器，研究彎曲波導(dǎo)曲率半徑、分束器長度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對于光信號傳輸?shù)挠绊懀贸鲎罴呀Y(jié)構(gòu)參數(shù)，為器件