论文摘要
硅光子模斑耦合器是硅基集成芯片中的极小尺寸器件与外部传输信号的光纤相连接的重要器件,在集成光路的应用中有着不可或缺的地位,它能够将来自单模光纤的光信号在光纤的输出端以较大的耦合效率、低偏振损耗耦合到尺寸极小的片上光波导器件中,同时也可以用于将波导芯片中的光信号耦合输出。该种器件与单模光纤对接的一端具有与光纤相匹配的模斑尺寸;其另一端的模斑尺寸与纳米线硅基光波导相匹配,因此该结构的使用能够减小标准单模光纤与纳米线硅基光波导之间的光耦合损耗。本文对基于SiN纳米线波导的耦合器进行了设计与研究,该耦合器的工作波段在800 nm左右,它的核心结构是由SiO2横梁支撑着,底部掏空。通过不断地仿真设计优化,调整结构的参数,得到较高的耦合效率以及低的偏振损耗等。在本文中耦合器的结构设计了有锥形覆盖在上方以及无锥形覆盖的两种情况,并将两种结构进行了对比,发现两者的性能相差不大,但是在上方沉积一层锥形波导要多用一层掩模版,所以只制作上方无锥形覆盖的耦合器结构。计算得到的无锥形结构堆叠时TE模的耦合效率为87%(耦合损耗为-0.6 dB/facet),TM为81%(耦合损耗为-0.9 dB/facet),偏振不太敏感,1-dB带宽分别是34 nm和32 nm,1-dB对准容差在水平方向以及垂直方向上都在±0.8μm。有锥形结构堆叠时TE和TM模的耦合效率都为85%(耦合损耗为-0.7 dB/facet),1-dB带宽为37 nm,偏振损耗很低,TE模和TM模的1-dB对准容差在水平方向以及垂直方向上都在±1μm左右。实验测试得到的数据是在TE模式下,当波长为810 nm时,SiN波导的传输损耗为-0.07 dB/mm,锥形光纤与nano-taper的耦合损耗为-3.06 dB/facet;在TM模式下,SiN波导的传输损耗为-0.06 dB/mm,锥形光纤与nano-taper的耦合损耗为-3.67 dB/facet。平头光纤与SiN悬臂型模斑耦合器的耦合损耗在模式为TE模时,耦合损耗为-2.5 dB/facet(耦合效率约为56%),TM模耦合损耗约为-8 dB/facet(耦合效率约为15%)平头光纤与SiN悬臂型模斑耦合器的1 dB耦合对准容差在X轴和Y轴上都大于1.25μm。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 胡娟
导师: 方青
关键词: 硅光子,模斑耦合器,氮化硅波导
来源: 昆明理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,无线电电子学,无线电电子学
单位: 昆明理工大学
分类号: TN622;TN252
DOI: 10.27200/d.cnki.gkmlu.2019.000407
总页数: 92
文件大小: 5099K
下载量: 37
相关论文文献
- [1].盘式永磁耦合器传动机理有限元仿真研究[J]. 微电机 2019(11)
- [2].基于微带结构微波宽带耦合器的设计[J]. 电子质量 2020(02)
- [3].永磁耦合器的发展及应用综述[J]. 科技经济导刊 2020(07)
- [4].基于耦合器粘性离合器的主传动驱动[J]. 汽车实用技术 2018(16)
- [5].宽带正交模耦合器的设计[J]. 微波学报 2016(S1)
- [6].一种基于正交处理提高耦合器方向性的方法[J]. 无线电工程 2017(05)
- [7].新型双频段正交模耦合器的分析和设计[J]. 无线电工程 2017(06)
- [8].盘式永磁耦合器转矩特性分析与有限元仿真[J]. 微电机 2017(06)
- [9].一种新型模式耦合器的设计及应用[J]. 电信快报 2017(08)
- [10].DO系列电动机耦合器传感器支架的改进[J]. 石油技师 2014(00)
- [11].混合式永磁涡流耦合器有限元振动特性研究[J]. 沈阳工程学院学报(自然科学版) 2020(03)
- [12].射频超导腔前向功率耦合器的研制[J]. 核技术 2019(02)
- [13].永磁耦合器在风机上的应用[J]. 通用机械 2016(12)
- [14].一种改进的一体化腔体耦合器[J]. 移动通信 2010(05)
- [15].磁传动齿轮泵磁耦合器扭矩有限元分析[J]. 甘肃科学学报 2009(01)
- [16].基于双孔耦合的X波段一体化隔板极化耦合器[J]. 电子测量技术 2020(11)
- [17].摩擦耦合器发展现状分析[J]. 现代国企研究 2016(18)
- [18].电话耦合器在现场直播中的应用[J]. 中国科技信息 2014(17)
- [19].一种小型化电调正交耦合器[J]. 电子质量 2014(09)
- [20].电话耦合器在现场直播中的应用[J]. 西藏科技 2014(10)
- [21].摩擦耦合器带载启动过程动力学模型建立[J]. 煤矿机械 2011(02)
- [22].一种双频段正交模耦合器的设计[J]. 真空电子技术 2011(01)
- [23].一种圆极化多模耦合器[J]. 电波科学学报 2011(01)
- [24].去耦合器排流技术在管道交流干扰减缓中的应用[J]. 管道技术与设备 2011(05)
- [25].基于有限元方法的方向耦合器分析[J]. 湖北民族学院学报(自然科学版) 2009(01)
- [26].基于熔融拉锥过耦合器的光纤光栅解调系统[J]. 光电子技术 2009(03)
- [27].双包层光纤激光器的熔接型侧面耦合器[J]. 激光技术 2008(01)
- [28].田口稳健设计优化之绝热式光方向完全耦合器(英文)[J]. 电子器件 2008(01)
- [29].一种结构新颖的微带前向耦合器设计及其应用[J]. 四川大学学报(自然科学版) 2016(05)
- [30].永磁耦合器在露天煤矿破碎站上的应用[J]. 机电信息 2015(06)