淺刻蝕弧形SOI脊形波導側向泄漏分析與器件設計.pdf

1、⑧漸己工工誓女孽碩士學位論文論文題目：遺刻蝕亟形墨Q!鲞形逮昱型自泄遭僉塹與器住設讓指導教師堡塑浙江工業(yè)大學碩士學位論文淺刻蝕弧形S01脊形波導側向泄漏分析與器件設計摘要集成光學的發(fā)展需要底層器件的基礎研究，而絕緣體上晶體硅(S01)脊形波導及相應器件在集成光學中應用廣泛。本文在調研相關文獻的基礎上提出了一種弧形截面淺刻蝕S01脊形波導，并利用該波導設計了一種定向耦合器。該弧形截面淺刻蝕SOI脊形波導及器件的理論與仿真會為波導及器件制作

2、提供有益指導。為了進一步探索用SOI制作的淺刻蝕脊形波導側向泄漏損耗的規(guī)律，本文提出并研究了一種弧形截面淺刻蝕SOI脊形波導。用光的干涉理論建立了這種波導的周期性損耗的模型并推導出損耗周期公式，然后通過完美匹配層邊界條件下的頻域有限元法仿真觀察到該特殊波導類橫磁基(rrMo—like)模的側向泄漏損耗周期的變化與最大損耗點的偏移現象。周期大小的仿真結果與理論計算符合度很高，其平均相對誤差只有O56％。此外，發(fā)現該類波導在某些溝槽寬度下可

3、以通過改變截面來實現對類TMo模損耗從最大到最小的調節(jié)，而在另外一些溝槽寬度時，類TM。損耗對截面變化不敏感，這些發(fā)現可以簡化波導加工并提高制作容差。利用該淺刻蝕弧形SOI脊形波導的損耗特性，設計了一種定向耦合器。在完美匹配層與散射邊界相配合的邊界條件下，使用有限元法的電磁波波束包絡接口來對三維波導進行仿真，設計出了一種特殊波導間距的類TMo模低損耗定向耦合器，該波導間距大小與損耗理論預測值接近，間接說明了弧形淺刻蝕SOI脊形波導側向泄