硅基耦合微環(huán)中的類電磁誘導(dǎo)透明-吸收效應(yīng).pdf

1、隨著微電子器件的高度集成化，傳統(tǒng)電子器件已經(jīng)不能滿足對(duì)數(shù)據(jù)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(diǎn)廣泛運(yùn)用在許多重要領(lǐng)域，比如光通信、光存儲(chǔ)、光互連等。硅基耦合微環(huán)諧振器是其中一種至關(guān)重要的硅基光電子基礎(chǔ)器件。近年來，在硅基耦合微環(huán)諧振器中發(fā)現(xiàn)的類電磁誘導(dǎo)透明/吸收（類 EIT/EIA）效應(yīng)逐漸成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)，類 EIT/EIA效應(yīng)會(huì)使得一束本來應(yīng)該

2、被吸收的光變得不吸收，同時(shí)還會(huì)使得光的群速度驟減，甚至為0，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的慢光效應(yīng)，可用于光的延時(shí)與緩存，實(shí)現(xiàn)全光存儲(chǔ)。類EIT/EIA效應(yīng)除了可用于慢光，還可以用于光開關(guān)、光傳感器、非線性光學(xué)、量子信息處理等領(lǐng)域，同時(shí)對(duì)比原子系統(tǒng)中的 EIT/EIA效應(yīng)不需要苛刻的實(shí)驗(yàn)條件，因此類EIT/EIA效應(yīng)會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用。
　　本文提出了環(huán)-波導(dǎo)-環(huán)-波導(dǎo)（ring-bus-ring-bus：RBRB）的基于SOI的新型微環(huán)結(jié)構(gòu)。其

3、中兩個(gè)諧振器通過一個(gè)不對(duì)稱的3×3耦合器發(fā)生耦合，并在該結(jié)構(gòu)中第一次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了EIT/EIA效應(yīng)。同時(shí)對(duì)相關(guān)硅基耦合微環(huán)諧振器進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。主要的內(nèi)容如下：
　?。?）運(yùn)用時(shí)間耦合模理論對(duì)全通型單環(huán)諧振器、上下話路型單環(huán)諧振器和RBRB結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析，并建立了相應(yīng)的理論模型。并對(duì)理論模型進(jìn)行模擬仿真，分析了環(huán)的諧振波長和環(huán)與直波導(dǎo)耦合損耗率改變對(duì)單環(huán)以及RBRB結(jié)構(gòu)特性的影響。同時(shí)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(dāng)系統(tǒng)發(fā)生類EIT/EIA效應(yīng)時(shí)，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(jié)果確定了雙環(huán)的直接耦合系數(shù)為負(fù)值。
　?。?）制作了環(huán)半徑在5μm附近的一系列RBRB微環(huán)結(jié)構(gòu)，維持低Q環(huán)參數(shù)不變，在高Q環(huán)和中間波導(dǎo)的距離取不同值時(shí)，通過不斷微調(diào)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(shí)驗(yàn)觀察到了類EIT和類EIT效應(yīng)。在高Q環(huán)過耦合條件下，隨著高Q環(huán)和中間波導(dǎo)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(dá)約9000。在同一塊片子上也制作了全通型單環(huán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明諧振波長隨環(huán)半徑增大而增大，擬合斜率為0.753。
　　（3）制作了環(huán)半徑在10μm附近熱光可調(diào)RBRB微環(huán)結(jié)構(gòu)，即在高Q環(huán)上方加上加熱器，通過調(diào)節(jié)加熱器的功率在一定范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)雙環(huán)諧振波長差，最終得到了類EIT效應(yīng)。高Q環(huán)和中間波導(dǎo)的距離和輸出譜的關(guān)系和普通的RBRB中的一樣，