硅基耦合微環(huán)中的類電磁誘導透明-吸收效應.pdf

1、隨著微電子器件的高度集成化，傳統電子器件已經不能滿足對數據傳輸速率和帶寬的的要求。而硅基光電子器件逐漸憑借著其制作成本低、傳輸速率快、傳輸帶寬極大、與CMOS兼容、抗電磁干擾等等優(yōu)點廣泛運用在許多重要領域，比如光通信、光存儲、光互連等。硅基耦合微環(huán)諧振器是其中一種至關重要的硅基光電子基礎器件。近年來，在硅基耦合微環(huán)諧振器中發(fā)現的類電磁誘導透明/吸收（類 EIT/EIA）效應逐漸成為了一個研究熱點，類 EIT/EIA效應會使得一束本來應該

2、被吸收的光變得不吸收，同時還會使得光的群速度驟減，甚至為0，從而產生很強的慢光效應，可用于光的延時與緩存，實現全光存儲。類EIT/EIA效應除了可用于慢光，還可以用于光開關、光傳感器、非線性光學、量子信息處理等領域，同時對比原子系統中的 EIT/EIA效應不需要苛刻的實驗條件，因此類EIT/EIA效應會有更加廣泛的應用。
　　本文提出了環(huán)-波導-環(huán)-波導（ring-bus-ring-bus：RBRB）的基于SOI的新型微環(huán)結構。其

3、中兩個諧振器通過一個不對稱的3×3耦合器發(fā)生耦合，并在該結構中第一次實驗實現了EIT/EIA效應。同時對相關硅基耦合微環(huán)諧振器進行了理論分析和實驗研究。主要的內容如下：
　?。?）運用時間耦合模理論對全通型單環(huán)諧振器、上下話路型單環(huán)諧振器和RBRB結構進行了理論分析，并建立了相應的理論模型。并對理論模型進行模擬仿真，分析了環(huán)的諧振波長和環(huán)與直波導耦合損耗率改變對單環(huán)以及RBRB結構特性的影響。同時考慮了雙環(huán)的直接耦合和間接耦合作用

4、。在雙環(huán)直接耦合作用影響下，當系統發(fā)生類EIT/EIA效應時，雙環(huán)的諧振波長并不是完全相同，而是略有差異，并通過仿真結果確定了雙環(huán)的直接耦合系數為負值。
　　（2）制作了環(huán)半徑在5μm附近的一系列RBRB微環(huán)結構，維持低Q環(huán)參數不變，在高Q環(huán)和中間波導的距離取不同值時，通過不斷微調高Q環(huán)半徑，以改變雙環(huán)諧振波長差，最終分別在直輸出端和下話路端實驗觀察到了類EIT和類EIT效應。在高Q環(huán)過耦合條件下，隨著高Q環(huán)和中間波導的距離增大，

5、高Q環(huán)諧振峰的消光比越來越大，類EIT透明峰峰頂透過率和帶寬越來越小，Q值也越來越高，最高可達約9000。在同一塊片子上也制作了全通型單環(huán)，實驗結果表明諧振波長隨環(huán)半徑增大而增大，擬合斜率為0.753。
　?。?）制作了環(huán)半徑在10μm附近熱光可調RBRB微環(huán)結構，即在高Q環(huán)上方加上加熱器，通過調節(jié)加熱器的功率在一定范圍內隨意調節(jié)雙環(huán)諧振波長差，最終得到了類EIT效應。高Q環(huán)和中間波導的距離和輸出譜的關系和普通的RBRB中的一樣，