硅基光波导
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Output light Si core Oxide layer Si layer
硅基光波导的具体应用
光束分路器
光波导分路器采用半导体工艺(光刻、腐蚀、显影等技术)制作。光 波导阵列位于芯片的上表面,分路功能集成在芯片上。然后,在芯片 两端分别耦合输入端以及输出端的多通道光纤阵列并进行封装。
近年来,人们对硅基二氧化硅光波导的研究也不断深入。二氧化硅光波 导具有结构简单、传输损耗低、易于集成、性能稳定等优点,并且能够有效 地与光纤耦合,是比较理想的波导元件,成为光通信领域的研究热点。
二氧化硅光波导薄膜的制备
在Si基上制备厚SiO2薄膜的方法很多,人们已发展了溶胶凝胶法(SolGel)、火焰水解法(FHD)、等离子体增强化学气相淀积法(PECVD)等。 本篇论文作者主要详述了火焰水解法(Flame Hydrolysis Deposition)。
硅基光开关
光开关是一种具有一个或多个可选择的传输窗口,可对光传输线路或 集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。
总结
FHD具体原理:
在H2和O2的燃烧氛围中,通过SiCl4的水解作用,生成的SiO2细微颗粒沉积在Si 基的表面上。再经过1100至13000C高温炉灼烧可以生成致密的厚SiO2膜。
为了得到高折射率的波导层,可以采取掺Ge的方式。将SiCl4和GeCl4等源气 体经充分混合后,同样在在H2和O2的燃烧氛围中发生水解反应。
将沉积后的Si片放入高温炉中烧结,可采用分阶段升温的方法,先升温至900oC, 保温30min,再升温至1380oC并保持3h,最后降至室温,这样得到的SiO2膜, 与直接升温至1380oC烧结相比,表面更加平整光滑。
硅基光波导的耦合
对于以光纤为传输媒介ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应用,平面光波导器件必须与光纤耦合。
硅基光波导制备及其在集成光 学器件的应用
报告人:114104000463朱泽忠
参照论文:Silica waveguides on silicon and their application
to integrated-optic components
参照信息
论文作者:MASAO KAWACHI(河内正夫) 参考文献:Silica-based single-mode waveguides on silicon
光束从外部耦合进光波导的方法
端面直接耦合
光栅垂直耦合
波导层
衬底 光纤
耦合效率较低 实现高效耦合
b
Inpu
t lig
ht
d
d θ Fiber core
θ
e c a
一、单模光纤的定位:利用V型光纤定 位槽来稳定单模光纤的近似垂直耦合的 角度。 二、波导与单模光纤末端的封装:利用 一种低折射率紫外固化胶进行点胶固化 封装。
火焰水解法(FHD)是一种光纤制备工艺,它具有沉积速度快、容易实现掺 杂等特点。在1983年,Kawachi等人就利用火焰水解法在Si基上制备出了低 损耗的SiO2-TiO2波导。 利用FHD技术制作光波导时,可结合反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching,RIE)技术。下面将以制作SiO2-TiO2波导为例,讲解一下典型的制 作过程。
目录
引言 二氧化硅光波导薄膜的制备 硅基光波导的耦合 硅基光波导的具体应用 总结
引言
随着光通信技术的发展,信息的传递速度也越来越快,由很久之前的电 信号逐渐转换为现在的光信号。所以,现在的光学器件都需要光纤的传输系 统(其具有更高的传输效率和更好的可变性)。 然而,在器件进行集成耦合时,就会出现很多产量,稳定性,适配性等 诸多问题。直到1969年,光波导概念的提出,才解决了上述问题。
and their application to guided-wave optical interferometers(河内正夫)
硅基二氧化硅阵列波导光栅制作工艺的研究(郎婷婷) 厚二氧化硅光波导薄膜的制备(包洪涛) 平面光波导器件及应用(刘光灿) 硅基光波导及光波导开关的研究进展(魏红振) ........