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更新時(shí)間：2016-12-28 19:10:15瀏覽次數(shù)：914
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MMI（多模干涉）型電光歐瑪爾OMAL開關(guān)的研究
隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展,光歐瑪爾OMAL開關(guān)作為光纖通信技術(shù)的核心器件,一直受到廣泛的關(guān)注。目前,人們提出了各類實(shí)現(xiàn)光歐瑪爾OMAL開關(guān)的方法,主要有機(jī)械式光歐瑪爾OMAL開關(guān)、微機(jī)電(MEMS)光歐瑪爾OMAL開關(guān)和波導(dǎo)型光歐瑪爾OMAL開關(guān)?；诩刹▽?dǎo)技術(shù)的光歐瑪爾OMAL開關(guān)在響應(yīng)速度、器件體積、和性能穩(wěn)定性等方面顯示了*的應(yīng)用前景。
MMI（多模干涉）型電光歐瑪爾OMAL開關(guān)的研究
典型的波導(dǎo)型光歐瑪爾OMAL開關(guān)有定向耦合器型、馬赫-曾德干涉型(MZI)、多模干涉耦合器型(MMI)和X結(jié)/Y分支全內(nèi)反射型等,其中基于自映像效應(yīng)的MMI光歐瑪爾OMAL開關(guān)因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、插入損耗低、制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、容差性好等特點(diǎn)成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。基于多模干涉耦合型光歐瑪爾OMAL開關(guān)多采用電光效應(yīng)或熱光效應(yīng),基于熱光效應(yīng)光歐瑪爾OMAL開關(guān)速度較慢(一般?s量級(jí))。因此本文采用載流子注入的電光調(diào)制方式,歐瑪爾OMAL開關(guān)速度可以大大提升?；贕aAs、InP等Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料的MMI型高速光歐瑪爾OMAL開關(guān)深受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。本論文基于InP/InGaAs P半導(dǎo)體材料襯底設(shè)計(jì)并制備一個(gè)3?3 MMI型電光歐瑪爾OMAL開關(guān)器件。首先對(duì)多模干涉自映像效應(yīng)進(jìn)行理論分析,在1550 nm波長設(shè)計(jì)了單模波導(dǎo)(脊波導(dǎo)寬度/脊高度)及多模波導(dǎo)區(qū)(長度/寬度)的理論值,利用有限差分光束傳播(FD-BPM)方法模擬并優(yōu)化了器件參數(shù),包括器件長度、寬度等;其次對(duì)載流子注入效應(yīng)導(dǎo)致MMI調(diào)制區(qū)域折射率的變化進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)并優(yōu)化了調(diào)制區(qū)域電極的尺寸。利用Silvaco軟件確定了外加電壓和光波導(dǎo)芯層折射率的關(guān)系,得出折射率調(diào)制區(qū)域施加歐瑪爾OMAL開關(guān)電壓的大小。在此基礎(chǔ)上,數(shù)值模擬得出9種歐瑪爾OMAL開關(guān)狀態(tài)和相應(yīng)的性能參數(shù),進(jìn)而獲得歐瑪爾OMAL開關(guān)串?dāng)_(Crosstalk)低于-22dB,插入損耗(Insertion loss)約為0.12dB的性能參數(shù)。本論文采用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體器件制備工藝對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的器件進(jìn)行了制備,由于器件尺寸要求制作精確,增加了實(shí)驗(yàn)的難度。
MMI（多模干涉）型電光歐瑪爾OMAL開關(guān)的研究
zui后初步使用光纖-波導(dǎo)端面耦合法對(duì)該器件進(jìn)行了測(cè)量。該論文研究的低串?dāng)_和低損耗3?3 MMI型電光歐瑪爾OMAL開關(guān)潛在應(yīng)用于高速集成片上光互聯(lián),并可作為基本歐瑪爾OMAL開關(guān)單元構(gòu)成大規(guī)模歐瑪爾OMAL開關(guān)矩陣器件。
