SOI波导中基于光力的声光相互作用研究

论文摘要

波导中的声波和光波通过光力实现相互作用,这一现象称为受激布里渊散射(SBS)效应。SBS效应是实现多种光信号获取、处理和存储手段的基础。在传统光纤系统中,该非线性光学现象受到了广泛的研究,形成诸多应用,如:分布式传感、微波光子信号处理、光缓存等。过去半个世纪以来,硅基光电子器件经历了长足的发展,在光通信领域中发挥着重要作用,成熟的半导体加工工艺使硅基光电子器件具备单片系统集成的潜力。通过研究绝缘体上硅(SOI)集成波导中的声光作用,将为基于SBS效应的片上高性能传感器和片上全光信号处理提供强有力的支持。论文主要围绕SOI波导中光波激发的光力效应及声光互作用导致的SBS效应展开研究。首先,论文分析了SBS效应的参量作用过程,解释了波导中光力和声波的形成机制,并推导SOI波导中由光力激发的声光相互作用过程的数值模型,得到计算波导内前向受激布里渊散射效应(FSBS)的增益系数公式,并以增益系数表征波导中声光相互作用强度;其次,将数值模型与有限元仿真结合建立仿真模型,对条形波导及狭缝波导中的声光作用进行仿真研究,分析了两种波导结构中电致伸缩力与辐射压力对声光相互作用的影响,并分别优化结构参数以增强波导内的SBS声光互作用;最后,提出了一种狭缝波导布拉格光栅结构,通过仿真分析波导内声光互作用的过程,研究结构参数对FSBS增益系数的影响,并利用其结构所具备的慢光效应实现了对波导内声光互作用强度的大幅提升。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐酉华

导师: 周林杰

关键词: 硅基光子学,非线性,受激布里渊散射,光力

来源: 上海交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 上海交通大学

分类号: TN25

DOI: 10.27307/d.cnki.gsjtu.2019.001784

总页数: 75

文件大小: 4079K

下载量: 25

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