淺刻蝕弧形SOI脊形波導(dǎo)側(cè)向泄漏分析與器件設(shè)計(jì).pdf

1、⑧漸己工工誓女孽碩士學(xué)位論文論文題目：遺刻蝕亟形墨Q!鲞形逮昱型自泄遭僉塹與器住設(shè)讓指導(dǎo)教師堡塑浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文淺刻蝕弧形S01脊形波導(dǎo)側(cè)向泄漏分析與器件設(shè)計(jì)摘要集成光學(xué)的發(fā)展需要底層器件的基礎(chǔ)研究，而絕緣體上晶體硅(S01)脊形波導(dǎo)及相應(yīng)器件在集成光學(xué)中應(yīng)用廣泛。本文在調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上提出了一種弧形截面淺刻蝕S01脊形波導(dǎo)，并利用該波導(dǎo)設(shè)計(jì)了一種定向耦合器。該弧形截面淺刻蝕SOI脊形波導(dǎo)及器件的理論與仿真會(huì)為波導(dǎo)及器件制作

2、提供有益指導(dǎo)。為了進(jìn)一步探索用SOI制作的淺刻蝕脊形波導(dǎo)側(cè)向泄漏損耗的規(guī)律，本文提出并研究了一種弧形截面淺刻蝕SOI脊形波導(dǎo)。用光的干涉理論建立了這種波導(dǎo)的周期性損耗的模型并推導(dǎo)出損耗周期公式，然后通過完美匹配層邊界條件下的頻域有限元法仿真觀察到該特殊波導(dǎo)類橫磁基(rrMo—like)模的側(cè)向泄漏損耗周期的變化與最大損耗點(diǎn)的偏移現(xiàn)象。周期大小的仿真結(jié)果與理論計(jì)算符合度很高，其平均相對(duì)誤差只有O56％。此外，發(fā)現(xiàn)該類波導(dǎo)在某些溝槽寬度下可

3、以通過改變截面來實(shí)現(xiàn)對(duì)類TMo模損耗從最大到最小的調(diào)節(jié)，而在另外一些溝槽寬度時(shí)，類TM。損耗對(duì)截面變化不敏感，這些發(fā)現(xiàn)可以簡化波導(dǎo)加工并提高制作容差。利用該淺刻蝕弧形SOI脊形波導(dǎo)的損耗特性，設(shè)計(jì)了一種定向耦合器。在完美匹配層與散射邊界相配合的邊界條件下，使用有限元法的電磁波波束包絡(luò)接口來對(duì)三維波導(dǎo)進(jìn)行仿真，設(shè)計(jì)出了一種特殊波導(dǎo)間距的類TMo模低損耗定向耦合器，該波導(dǎo)間距大小與損耗理論預(yù)測(cè)值接近，間接說明了弧形淺刻蝕SOI脊形波導(dǎo)側(cè)向泄