硅基集成多通道高性能陣列波導(dǎo)光柵的研究.pdf

1、陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)法是一種用于光纖布拉格光柵(FBG)中心波長(zhǎng)解調(diào)的新型解調(diào)方法。相比于傳統(tǒng)的FBG解調(diào)方法，陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)法具有解調(diào)精度高，響應(yīng)速度快等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。作為陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)中的核心器件，陣列波導(dǎo)光柵的尺寸和性能直接決定了整個(gè)解調(diào)系統(tǒng)的集成度和解調(diào)效果。傳統(tǒng)陣列波導(dǎo)光柵尺寸較大、成本較高，使得它不能滿足陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)對(duì)高集成度的要求。因此，我們迫切需要一種具有超小尺寸的低損耗、低串?dāng)_的陣列波導(dǎo)光柵，以滿足陣列波導(dǎo)光柵

2、解調(diào)系統(tǒng)對(duì)高集成度和高性能的要求。
　　本文對(duì)基于SOI的不同陣列波導(dǎo)數(shù)、馬鞍/傳統(tǒng)型的低損耗低串?dāng)_的超小尺寸1×16、1×32陣列波導(dǎo)光柵進(jìn)行了研究。首先分析了陣列波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)組成以及陣列波導(dǎo)光柵的基本原理，通過對(duì)衍射級(jí)數(shù)、相鄰陣列波導(dǎo)的長(zhǎng)度差、平板波導(dǎo)的焦距及自由傳輸區(qū)、輸入輸出波導(dǎo)間距等參數(shù)的設(shè)計(jì)與分析，基于光束傳播法設(shè)計(jì)出了不同形狀和尺寸的8種1×16、1×32陣列波導(dǎo)光柵。仿真結(jié)果表明其中16通道陣列波導(dǎo)光柵中馬鞍型1

3、×16陣列波導(dǎo)光柵，陣列波導(dǎo)數(shù)為40表現(xiàn)出良好的傳輸屬性，器件核心尺寸為480×460μm2，串?dāng)_低于-22.4 dB，插入損耗低于-5.3 dB。32通道陣列波導(dǎo)光柵中馬鞍型1×32陣列波導(dǎo)光柵，陣列波導(dǎo)數(shù)為40表現(xiàn)出良好的傳輸屬性，器件核心尺寸為530×480μm2，串?dāng)_低于-20.9 dB，插入損耗低于-7.9 dB?；赟OITECH公司頂層Si厚度為220nm，掩埋層SiO2厚度為2μm的SOI材料，通過新加坡微電子所的代工，