基于硅基的多模干涉型磁光隔離器的研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)-物聯(lián)網(wǎng)不斷地深入到人們的生活之中，高速、高帶寬的光纖通信系統(tǒng)得到了廣泛的研究。近年來(lái)，隨著短距離、小尺寸系統(tǒng)間低能耗、高帶寬數(shù)據(jù)互連的需求，硅光子技術(shù)發(fā)展迅速，光纖通信系統(tǒng)中的各類(lèi)光學(xué)器件的硅集成化已經(jīng)有了理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨著整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的集成化，需要一種集成光學(xué)器件放置在激光器之前，用于避免光的反射，防止噪聲和頻率漂移，保護(hù)激光器不被燒毀。這種器件呈現(xiàn)出對(duì)光正向通過(guò)，反向截止的特性，稱(chēng)為集成光隔離器

2、。與廣泛應(yīng)用的單晶材料型的分立光隔離器相比，基于硅基集成的磁光波導(dǎo)隔離器具有非互易的特點(diǎn)和低成本、小體積、小損耗、高機(jī)械穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　本文對(duì)基于硅基的多模干涉型(MMI)磁光隔離器進(jìn)行了詳細(xì)的研究，通過(guò)求解麥克斯韋方程組，研究了波導(dǎo)非互易相移與光波的模式的關(guān)系。我們采用有限元(FEM)仿真方法對(duì)波導(dǎo)的模式進(jìn)行求解，并根據(jù)非互易相移理論設(shè)計(jì)出具有強(qiáng)NRPS效應(yīng)的多模干涉型光波導(dǎo)。對(duì)于隔離器性能的仿真，我們通

3、過(guò)耦合模理論計(jì)算出各模式的激發(fā)效率，再通過(guò)多模干涉理論求解整個(gè)MMI光隔離器的最終性能參數(shù)。最后，針對(duì)寬帶器件的應(yīng)用需求，我們對(duì)器件設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了寬帶、和基于TE模式的多模干涉型(MMI)磁光隔離器的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)器件的制備容差進(jìn)行了分析。
　　本論文基于具有縱向多模特征的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，提出一種小型化硅基多模干涉型(MMI)磁光隔離器設(shè)計(jì)方法，器件具有強(qiáng)非互易性，而器件長(zhǎng)度較分立器件減小一個(gè)數(shù)量級(jí)，并具有寬帶特性。在器件隔離