基于硅基微環(huán)諧振腔的熱光調諧濾波器及其特性研究.pdf

1、硅光子學因為其高集成性、高光學帶寬以及與其它集成光學系統(tǒng)良好的耦合性在未來低成本、高帶寬的芯片級光通信系統(tǒng)中有著廣泛的應用,因此對硅光子學的研究也成為了一門前景十分廣闊的科研領域。在硅光子學領域,硅基微環(huán)諧振腔是一個十分關鍵的組成部分,由于其功能的多樣性,結構的緊湊性,良好的波長選擇性,使其可廣泛應用于許多光學功能的實現(xiàn),諸如光開關、光多路復用、光波檢測等。在這些諸多應用中,微環(huán)諧振腔的調諧能力十分關鍵,起著極其重要的作用。本論文在綜述

2、了硅基微環(huán)諧振腔的研究背景、發(fā)展歷程的基礎上,著重研究了硅基微環(huán)諧振腔的工作機理、設計與制作,進一步系統(tǒng)分析與研究了以硅基微環(huán)諧振腔為基礎的可調諧熱光效應光開關,并在此基礎上,探討了其在波分復用光通信系統(tǒng)中的重要應用。
　　 首先,對于應用于熱光開關中直徑為10μm的硅基微環(huán)諧振腔進行了系統(tǒng)研究,其諧振波長的調諧通過置于其上的微型加熱器所產生的熱致折射率變化來實現(xiàn)。雖然熱光調諧機制較之于電光調諧和全光調諧,其調諧速度比較緩慢,但

3、是由于熱光調諧很好地利用了硅的高熱光系數(shù),因而可以獲得更寬的波長調諧范圍。
　　 其次,論文對該器件結構上的設計從光學和熱學兩個方面進行了模擬,從而對其工作性能進行驗證和優(yōu)化。實驗測得該微環(huán)諧振腔的自由光譜范圍為18nm,在Q值約為10000時半高寬測得值在0.1-0.2nm范圍。以其為基礎設計的光開關可獲得較寬的調諧范圍(大于6.4nm),這使得光通道間隔為0.2nm的密集波分復用(DWDM)得以實現(xiàn)。另外,實驗測得此熱光開關