导读:本文包含了硅基光波导论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:波导,光子,移相器,光学,谐振,氧化物,器件。
硅基光波导论文文献综述
田野,刘文耀,张伟,唐军,刘俊[1]（2019）在《硅基光波导谐振腔及其在陀螺传感中的应用》一文中研究指出光波导谐振腔是谐振式光学陀螺的核心传感器件,其性能直接决定了谐振式光学陀螺的精度。为了提高谐振式光学陀螺系统的精度,分别对用于谐振式光学陀螺的核心器件透射式谐振腔和反射式谐振腔进行了研究。首先选择适用于谐振式光学陀螺的透射式和反射式谐振腔,然后对光波导谐振腔进行高精度温度控制,实验测试比较了反射式谐振腔和透射式谐振腔在谐振式光学陀螺中的背散噪声和偏振噪声,比较发现透射式谐振腔引起的背散噪声约为同品质因数反射式谐振腔的1/2,透射式谐振腔温度变化引起陀螺的偏振漂移均值约为同品质因数反射式谐振腔的1/3,最后分别搭建了基于透射式和反射式谐振腔的光学陀螺系统,测得透射式谐振腔陀螺系统和反射式谐振腔陀螺系统的零偏稳定性分别为0.021°/s和0.048°/s,最终确定了谐振式光学陀螺采用透射式谐振腔的方案。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2019年07期）
涂鑫,陈震旻,付红岩[2]（2019）在《硅基光波导开关技术综述》一文中研究指出硅基光波导开关技术是公认的低成本光交换技术,在电信网络、数据中心和高性能计算领域中都具有非常广泛的应用前景.本文系统综述了近年来硅基光波导开关技术研究取得的主要进展,首先对马赫-曾德尔干涉仪型、微环谐振型和微电子机械系统驱动波导型叁种硅基光波导开关技术进行了介绍,并对不同原理的光开关技术的应用场景进行了总结;然后讨论了影响大端口光开关性能的关键技术,特别着重于拓扑架构、无源器件和光电封装等方面;最后对硅基光波导开关技术的技术挑战和研究方向进行了展望,其对未来硅基全光交换技术的实用化具有指导性意义.(本文来源于《物理学报》期刊2019年10期）
卢佳琪[3]（2019）在《艾里脉冲在硅基光波导中的传输特性和与孤子相互作用规律》一文中研究指出硅基(SOI)光波导具有较强的非线性效应以及对光有强束缚性,同时硅波导加工工艺与CMOS加工工艺兼容,这些条件使其在光电集成领域应用广泛。近年来,艾里脉冲(Airy)因无衍射、横向自由加速、自愈的特性在光学应用方面潜在的价值,成为了研究的热点。孤子(Soliton)是通过实现光纤中色散效应和非线性效应的平衡而出现的。它是一种在非线性介质中能够稳定传输的波包,在通信领域中有着很重要的应用。本文通过分步傅里叶法,利用MATLAB软件数值求解非线性薛定谔方程(NLSE)来获得脉冲在SOI波导的传输特性。在与孤子相互作用的过程中,艾里脉冲主瓣一部分的能量分离,并沿孤子的传输轨迹传输。孤子在叁阶色散、克尔效应、双光子吸收效应的共同作用下产生一系列后沿震荡。当孤子受到艾里脉冲影响时,传播距离变短,后沿震荡更加剧烈。同时通过模拟发现截止系数的变化会改变艾里脉冲压缩点的能量,初始功率变大使得脉冲传输中的损耗增加,初始脉宽的变化会改变艾里脉冲发生压缩的距离以及两压缩点之间的时空距离,并提高孤子的传输质量;啁啾艾里脉冲在SOI波导中传输时,啁啾系数的大小会影响脉冲的压缩程度和距离。正啁啾系数会使艾里脉冲压缩程度增加,而负啁啾系数会使艾里脉冲压缩程度减弱。截止系数和初始功率的增加都会使得啁啾艾里脉冲压缩程度减弱。叁阶色散系数越大,初始艾里脉冲传输到压缩点的距离越短,压缩点之间的距离同样变短。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2019-04-18）
聂立霞,张燕,鲜仕林,秦俊,王会丽[4]（2019）在《基于高迁移率透明导电氧化物的高速、低插入损耗硅基光波导移相器研究》一文中研究指出硅基光波导移相器是硅基光电子系统的重要组成部分。透明导电氧化物(TCO)薄膜的介电常数受栅极电压作用会产生调谐,有望应用于下一代高速、低插入损耗且兼容CMOS的硅基光波导移相器中。TCO较高的光吸收系数限制了其在移相器中的应用。提出了一种基于高迁移率的透明导电氧化物的低插入损耗硅基光波导移相器,并证明了TCO材料迁移率与其损耗密切相关。通过理论计算和数值仿真,设计了一种基于高迁移率氧化镉(CdO)材料(μ=300cm~2·V~(-1)·s~(-1))的硅基光波导移相器。所得器件在1550nm波长实现π相移时,器件长度为127μm,插入损耗为1.4dB,调制带宽可达到300GHz。为发展高速硅基光波导移相器件提供了新思路。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年15期）
聂立霞[5]（2019）在《硅基光波导移相器研究》一文中研究指出硅基光波导调制器是硅基光电子系统中的核心元器件,要求具备高速数据传输带宽、低功耗及兼容CMOS现有的技术和工艺条件等特征。近年来,基于硅或氮化硅光波导电光调制器受到研究者的广泛关注,但是由于基于硅或氮化硅材料的光调制器难以同时满足高速调制、器件紧凑和成本低等性能,发展异质集成的非线性光学材料就成为近年来的研究热点。透明导电氧化物(TCO)材料的介电常数可受栅极电压作用而产生调谐,并且其制备工艺能满足CMOS兼容要求,因此可以与硅基光波导集成,从而解决上述难题。针对上述研究背景和问题,本文采用数值仿真方法,基于TCO材料设计了两种波导电光调制器,分别是基于硅或氮化硅的光开关调制器和光学移相器;并初步发展了低损氮化硅光波导制备工艺,以及TCO薄膜与SiN波导的集成工艺。主要工作内容分为以下两个部分:1.基于TCO薄膜的相位型硅基光波导调制器。通常TCO材料因其较高的光吸收系数而限制了其在移相器中的应用。我们提出了一种基于高迁移率TCO薄膜的低插损硅基光波导移相器。证明TCO材料迁移率与其传输损耗密切相关。基于Drude模型、Thomas-Fermi理论和COMSOL有限元仿真,设计了一种基于高迁移率氧化镉(CdO)材料(μ=300 cm~2V~(-1)s~(-1))的光波导移相器,理论调制带宽可达到300 GHz。所得器件在1550 nm波长实现π相移时,硅基光波导移相器长度为127μm,插入损耗为1.4 dB,氮化硅光波导移相器长度为176μm,插入损耗为1 dB,这一研究为发展高速、低插损的硅或氮化硅光波导移相器件提供了新思路。基于TCO材料的另一种光调制方式是通过调控载流子浓度,使TCO薄膜的介电常数实部接近于零(epsilon-near-zero,ENZ),由于电场在界面的不连续性从而实现基于TCO结构较强光吸收和高效电光调制的光开关调制器。这里我们同样仿真和设计了基于ITO材料的微环谐振电吸收调制器,通过Lumerical仿真计算得到基于ITO的硅光波导电吸收调制器相移大小为0.15π,消光比ER=7 dB。2.基于TCO的SiN基光波导调制器的初步制备。我们系统地调节了PECVD、接触式光刻、刻蚀、工艺条件,制备了低损氮化硅波导,确定了低损氮化硅的PECVD工艺生长条件。截断法测的该条件下4μm直波导的传输损耗为4.98±0.57 dB/cm。并基于此器件,采用剥离工艺,初步制备了基于ITO材料的氮化硅微环调制器。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-03-01）
赵佳,韩林,黄卫平[6]（2017）在《基于复模式匹配的半矢量硅基光波导模式求解方法》一文中研究指出提出了一种基于半矢量复模式匹配方法的类矩形波导模式求解方法,利用一维复模式求解和复模式匹配方法,求解包括矩形波导在内的任何类矩形波导的电磁场分布和有效折射率。首先在波导一个维度进行差分离散,得到一维复模式分布,在另一个维度利用波导的边界条件和电磁场在波导内的奇偶分布特性得到解析关系,最后通过求解特征矩阵得到类矩形波导中电磁场的分布。与传统方法相比,利用复模式匹配方法求解类矩形波导中的模场具有计算精度高,适用范围广等优点。(本文来源于《中兴通讯技术》期刊2017年05期）
任馨宇[7]（2016）在《硅基光波导的结构优化及表面光滑化机理研究》一文中研究指出当前,随着电子信息技术的发展和互联网应用的兴起,传统的半导体材料和制造工艺已经无法满足芯片的集成度要求和性能指标。硅光子学的产生与发展为光电高集成电路的产生与应用提供了可能。硅基纳米光波导器件是基于纳米尺度范围内光波的倏逝场传输特性,实现纳米尺度有限空间范围内光耦合与光互连的新型波导器件。由于其具有纳米材料的量子尺寸效应、表面效应、量子隧穿效应等优点且能够与CMOS工艺相兼容,因而逐步替代传统光电耦合与互连组件,成为实现高速度、高效率、高密度集成光电器件的良好载体,是实现大容量、高集成度、高处理速度的集成光电系统一体化的前提和基础。然而,纳米光波导器件的发展正处于探索性研究阶段,有许多基础科学问题和关键技术亟待解决。其中,光波导的输出信号强度是影响纳米光波导技术应用的难题之一。而影响光波导输出信号强度的因素主要有两个方面:光波导的耦合效率和光波导的传输损耗。基于此,本文以纳米光波导器件为研究对象,一方面从提高光波导耦合效率的角度出发,对纳米光栅耦合器的耦合机理进行理论分析,系统地研究了入射光参数和光栅结构参数对波导耦合效率的影响。通过理论分析和结构优化,设计高效耦合的纳米光栅耦合器,最佳耦合效率为59.37%,3dB带宽达到65nm,理论上有效地改善了光波导的耦合效率,以提高光波导的输出信号强度。另一方面从降低纳米光波导传输损耗的角度出发,对波导表面粗糙度与传输损耗之间的关系进行理论分析,为波导表面光滑化模型的构建提供理论支撑。对光波导表面氢退火过程进行模拟研究,阐释了高温氢退火工艺改善波导粗糙表面形貌的微观机理,并进行氢退火实验验证。为低损耗光波导器件表面处理工艺过程的实现提供理论和实验依据。(本文来源于《太原理工大学》期刊2016-11-01）
桂成程[8]（2016）在《基于硅基光波导的光信号处理》一文中研究指出随着信息高速时代的到来,光通信网络快速发展,一方面光网络链路部分的信息传输容量不断得到提升,另一方面网络节点处的信息处理也呈现出高速大容量、可调谐、可重构及灵活多功能等趋势。同时,随着集成小型化进程的推进,光通信网络也广泛使用集成器件。硅基光子集成器件由于其低成本、尺寸小、容易集成、与金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容等特点,越来越备受关注。本文开展了基于硅基光波导的片上光互连以及基于硅基光波导线性和非线性效应的光信号处理研究,具体内容如下：(1)理论研究了硅基光波导的结构特性和非线性效应。①数值模拟了硅基光波导(条形波导和狭缝光波导)的色散和非线性与波长的变化趋势。②建立了基于硅基光波导非线性效应的全光信号处理的理论基础,理论研究了硅基光波导中自相位调制效应(SPM)、交叉相位调制效应(XPM)、双光子吸收效应(TPA)、自由载流子吸收(FCA)、简并四波混频效应(D-FWM)以及非简并四波混频效应(ND-FWM)等非线性效应的耦合波方程。(2)理论和实验研究了基于硅基光波导的片上光互连。①理论研究了基于硅基光波导(条形波导和狭缝材料为空气的垂直狭缝光波导)的片上光信号传输,理论分析了硅基光波导的非线性效应对高级调制格式信号片上光互连的传输影响；②将波分复用技术(WDM)、正交频分复用(OFDM)和正交幅度调制(16-QAM)信号结合实验研究了基于硅基垂直狭缝光波导的Tbit/s片上光互连传输。③实验研究了正交频分复用偏置正交幅度调制(OFDM7OQAM) 64/128/256/512-QAM信号基于硅基微环的片上光互连,实验分析了载波波长与硅基微环的谐振波长偏移量对片上光互连传输的影响。④实验研究了硅基光子晶体微腔的片上模拟信号传输链路,分析了硅基光子晶体微腔对模拟信号传输链路的影响。(3)实验研究了基于硅基光波导的线性光信号处理。①利用二维光子晶体光栅和微环谐振器的结构优势,结合OFDM/OQAM 64/128-QAM信号实验实现了硅基光子器件的片上偏振和波分复用解复用。②实验研究了基于硅基光波导的片上多个模式的复用和解复用。③设计制作了基于硅基光子集成器件的高级调制格式硅基微环调制器,在绝缘体上硅(SOI)平台上实验实现了仅基于硅基微环的强度调制的高阶调制格式信号的调制器。(4)理论和实验研究了基于硅基光波导的非线性光信号处理。①实验研究了基于硅基条形波导D-FWM效应的片上OFDM m-QAM信号的全光波长转换,实验实现了高达256-QAM信号的片上全光波长转换。②数值研究了仅用单个硅基狭缝光波导双四波混频效应同时实现了160-Gbit/s的半加器和半减器,此外,还通过分别引用两种非线性材料硅纳米晶(Si-nc)和有机高分子聚合物(PTS)作为狭缝材料对比,得出TPA系数低的硅基PTS狭缝光波导更适用于非线性光信号处理。③充分挖掘了基于硅基有机高分子聚合物狭缝光波导中的多个ND-FWM效应同时发生的工作原理,数值研究了基于硅基有机高分子聚合物狭缝光波导的叁输入(A、B、C)十六进制40GBaud (160-Gbit/s)光加减计算(A+B-C、A+C-B、B+C-A、A+B+C、A-B-C、B-C-A)。④充分利用基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导的高非线性和低且平坦的色散特性,数值研究了基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导的ND-FWM的参量衰减效应实现640 GBaud (2.56-Tbit/s) 16-QAM及640 GBaud (3.84-Tbit/s) 64-QAM信号的光数据交换功能。⑤提出并数值研究了基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导XPM效应实现40 GBaud (160-bit/s) 16-QAM的光信号加密解密技术。⑥基于硅基有机高分子聚合物混合狭缝光波导XPM效应,提出并理论研究了一种可拓展的全光开关键控(OOK)信号到高级调制格式信号的码型转换器,数值仿真了多路OOK信号到四相移相键控(QPSK)信号、16/64/256-QAM信号的码型转换。⑦利用QPSK信号及D-FWM非线性相位操控作用,实验研究并实现了基于硅基条形波导的片上20Gbit/s两输入四进制光加减计算(2A-B、2B-A)。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
马凌霜,黄爱成[9]（2012）在《中大研究论文登上Science杂志封面》一文中研究指出本报讯 (记者 马凌霜 通讯员 黄爱成) 近日，记者从中山大学获悉，其干人计划引进人才余思远教授最近领导中国、英国四所大学研究人员，合作进行了一项集成光子学方面的开创性研究。他们成功地在硅基光波导芯片上首次集成了“漩涡光束”发射器件阵列。该项研究成果作为(本文来源于《广东科技报》期刊2012-10-26）
王皖君[10]（2012）在《硅基光波导开关研究》一文中研究指出随着集成电路的飞速发展,传统的电互连技术在速度、带宽、功耗等方面遭遇了一系列瓶颈,严重的制约了集成电路的发展。片上光互连为这一技术难题的解决提供了一种可行的方案。基于SOI平台的硅光子技术,以其低廉的成本,广泛的材料来源,以及与现有的微电子加工平台良好的兼容性等方面的优势,在片上光互连系统的实现上有着得天独厚的优势,引起了学术界、产业界的广泛关注并在近十年得到了突飞猛进的发展。片上互连技术中的关键即把传统分立的光通信元器件在利用商业的CMOS工艺线在单片上实现,构建片上光网络,并和现有集成电路集成。在片上光网络中,和光源的产生、信号的调制、光网络路径切换、信号探测的相对应的关键元器件分别为激光器、光调制器、光开关、光探测器。本文的研究目的是设计并制作高性能光开关单元和基于多个光开关单元组合的多功能硅基光子集成器件。本文的贡献和创新主要在以下五个方面：1.设计分析和研制了一系列2×2硅基电光开关单元器件。利用国内杭州士兰0.8-μm的商业CMOS线制备了一种基本的2×2型光开关单元器件；并利用IME 0.18μm CMOS线制作了改进的级联兼具监测,衰减功能模块的2×2型光开关,实验测得：开关的速度小于6.8ns,在可变衰减器的辅助下,串扰可低于-24.5dB.对应的最大功耗为30.4mw,同时可以对光开关输出端口的光功率进行监测；针对硅基开关中存在的串扰问题,设计了一种级联型的串扰极低的光开关,理论上串扰低于-40 dB。2.设计分析和研制了1×N型硅基多路光开关单元器件。采用士兰0.8-μm商业CMOS工艺线制作了1×3型低串扰电光开关,串扰小于-21.1 dB,消光比大于21.1dB,开关的速度小于15.3 ns,功耗小于12.8 mw。3.针对多路开关中的相移臂过多,控制复杂的问题,提出了一种N×N型单一组合相移臂控制热光多路开关,仅需要控制一个单一组合相移臂即可完成所有开关状态的切换,结构简单,紧凑,控制方便等特点。采用IME 0.18-μm CMOS工艺线制作了单一组合相移臂控制的3×3型热光开关速度小于20μs,最大热功耗为97.5 mw,平均串扰-11.1 dB,该设计方案可以扩展到更多的端口也不需要增加额外的相移臂。4.设计分析和研制了一种多功能光子集成器件——四端口高速马赫曾德型电光路由器,它由4个级联1×3电光开关构成,可以实现4个端口中任意2个端口的同时链接,同时兼具广播功能,任何一个端口的信号都可以被均匀的广播到其他叁个端口。采用0.18μm CMOS工艺线制作了此器件,在链接模式下,速度小于5.5 ns,功耗小于20 mw。5.理论上分析了一种偏振无关的基于填充电光聚合物的十字狭缝波导的电光相移臂,可为未来设计高速,低功耗,低偏振相关的电光开关服务,并给出了一种简单可行的加工制作方法。(本文来源于《浙江大学》期刊2012-04-25）
硅基光波导论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
硅基光波导开关技术是公认的低成本光交换技术,在电信网络、数据中心和高性能计算领域中都具有非常广泛的应用前景.本文系统综述了近年来硅基光波导开关技术研究取得的主要进展,首先对马赫-曾德尔干涉仪型、微环谐振型和微电子机械系统驱动波导型叁种硅基光波导开关技术进行了介绍,并对不同原理的光开关技术的应用场景进行了总结;然后讨论了影响大端口光开关性能的关键技术,特别着重于拓扑架构、无源器件和光电封装等方面;最后对硅基光波导开关技术的技术挑战和研究方向进行了展望,其对未来硅基全光交换技术的实用化具有指导性意义.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
硅基光波导论文参考文献
[1].田野,刘文耀,张伟,唐军,刘俊.硅基光波导谐振腔及其在陀螺传感中的应用[J].微纳电子技术.2019
[2].涂鑫,陈震旻,付红岩.硅基光波导开关技术综述[J].物理学报.2019
[3].卢佳琪.艾里脉冲在硅基光波导中的传输特性和与孤子相互作用规律[D].内蒙古大学.2019
[4].聂立霞,张燕,鲜仕林,秦俊,王会丽.基于高迁移率透明导电氧化物的高速、低插入损耗硅基光波导移相器研究[J].激光与光电子学进展.2019
[5].聂立霞.硅基光波导移相器研究[D].电子科技大学.2019
[6].赵佳,韩林,黄卫平.基于复模式匹配的半矢量硅基光波导模式求解方法[J].中兴通讯技术.2017
[7].任馨宇.硅基光波导的结构优化及表面光滑化机理研究[D].太原理工大学.2016
[8].桂成程.基于硅基光波导的光信号处理[D].华中科技大学.2016
[9].马凌霜,黄爱成.中大研究论文登上Science杂志封面[N].广东科技报.2012
[10].王皖君.硅基光波导开关研究[D].浙江大学.2012
论文知识图
