用于WDM系統(tǒng)的微環(huán)解復(fù)用器件的研究.pdf

1、半導(dǎo)體微型諧振腔（環(huán)形、盤形、球形）由于其結(jié)構(gòu)緊湊、波長可選、易于大規(guī)模平面集成等優(yōu)點在濾波、復(fù)用/解復(fù)用、波長轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注，但是基于微型諧振腔的探測器的研究還相對較少，目前國際上尚未實現(xiàn)器件整體都由半導(dǎo)體材料制成的環(huán)形腔光探測器。基于微型諧振腔的半導(dǎo)體光探測器不僅兼具諧振腔增強型（RCE）和波導(dǎo)型光探測器之長，即具有高速、高量子效率、波長可選等優(yōu)點，還由于其體積小、入光方向平行于基片等優(yōu)點，在未來大規(guī)模的光電子集成（OE

2、IC）和密集波分復(fù)用（DWMM）光纖系統(tǒng)中有著巨大的應(yīng)用前景。本文針對基于環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的光探測器進(jìn)行了深入的理論分析和參數(shù)設(shè)計，并對環(huán)形腔光探測器進(jìn)行了探討。本研究主要內(nèi)容如下： ⑴通過模式耦合理論分析了環(huán)形波導(dǎo)與直波導(dǎo)的耦合系數(shù)，采用RSOFT的BPM（Beam Propagation Method）方法分析了微環(huán)探測器的等效吸收系數(shù)，并得出了微環(huán)探測器的量子效率。結(jié)果表明：在環(huán)形諧振腔半徑為5μm時，環(huán)形腔光探測器的量子效率可

3、達(dá)0．93，F(xiàn)SR大約為23nm，F(xiàn)WHM為0．4nm。 ⑵采用時域分析法研究了微環(huán)探測器的瞬態(tài)性能，分析過程中綜合考慮了器件的串聯(lián)電阻、結(jié)電容的影響，得出了不同的器件參數(shù)對瞬態(tài)性能的影響。 ⑶與陳海波博士合作，首次用InP/InGaAsP材料制備了含有InGaAs吸收層的環(huán)形和跑道形諧振腔光探測器，測試了波長選擇性能，對于半徑為80μm圓形諧振腔，其透射光譜的自由光譜范圍（FSR）為0．75nm，F(xiàn)WHM為0．5nm；