緊湊型硅納米線AWG及其頻譜平坦化的研究.pdf

1、陣列波導光柵(AWG)解調系統(tǒng)是一種新型光纖光柵(FBG)解調系統(tǒng)，實現(xiàn)該解調系統(tǒng)的微型化、緊湊化成為重要的研究方向。傳統(tǒng)的FBG解調用AWG體積較大，無法實現(xiàn)微系統(tǒng)集成，但是采用SOI晶片制備的小尺寸、低損耗、低串擾的AWG使FBG解調系統(tǒng)異構集成為了可能。
　　本文對硅納米線馬鞍型AWG的設計和制備進行了研究，首先分析了AWG的結構組成，通過對衍射級數(shù)、相鄰陣列波導的長度差、平板波導的焦距、自由光譜區(qū)的參數(shù)設計與模擬，基于光束

2、傳輸法的傳輸理論優(yōu)化設計出了1×8硅納米線AWG。該馬鞍型AWG波導寬度為0.35μm，器件尺寸僅為470μm×210μm。仿真結果表明，本文所優(yōu)化設計的硅納米線AWG的串擾為-25.5dB，插入損耗為-2.15dB，插入損耗非均勻性為-0.8dB，相比于同等微米級的AWG，損耗和串擾均有所減小。基于SOITECH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，利用電子束曝光及反應耦合等離

3、子工藝，完成了所設計AWG的制備。在掌握光傳輸耦合理論的基礎上，對所制備完成的AWG進行了光學測試，實驗結果表明，AWG的串擾為-23.1dB，損耗為-3.18dB，插耗非均勻性為-1.34dB，通光性良好，輸出光譜與仿真輸出光譜一致，適用于FBG解調系統(tǒng)。頻譜平坦化對AWG應用具有重要意義，本文對基于多模干涉(MMI)結構的AWG頻譜平坦化方法進行了研究與設計。首先總結了各種頻譜平坦化結構設計，分析了已有平坦化結構的本質，為頻譜平坦化