基于聚合物波导平台的双层阵列波导光栅的设计与性能研究
随着通信行业的发展，通信网络中传输的数据量正以指数级速度增长，现有的电子通信方案已趋近于传输极限，光通信技术以其较为成熟的波分复用技术(WDM)成为有效解决当前问题的方案。阵列波导光栅(AWG)是一个波分复用设备，常用在WDM系统中。该器件使用平面波导回路(PLC)技术完成制备，具有低插入损耗、高信号平坦性和易于集成等优点。基于聚合物材料的AWG具有性价比高、工艺简单和易于多层制备的优点，本文选用聚合物波导平台进行三维光子器件的研制，并成功设计制备了双层AWG器件，主要工作内容概括如下: 首先论述光波导和AWG的理论，给出了AWG器件的设计参数和功能指标，为后续的仿真设计和测试分析提供了理论根据。 其次使用有效折射率法对AWG器件进行了模拟仿真和参数优化。设计了4个具有不同中心波长的40通道AWG器件，器件波长间隔为200GHz，并通过对其结构布局的设计实现了在同一块芯片上分上下两层集成4个AWG的光刻掩模版，通过创新的中心镜像对称设计，设计使用同一块掩模版经过旋转进行两次光刻的版图。 最后进行了双层制备工艺并进行芯片性能测试。本文选用韩国ChemOptics公司ZPU-12系列紫外固化聚合物作为本设计的制备材料，针对光刻负胶使用了二次光刻的制备工艺，成功研制出了通道间隔为200GHz的双层AWG器件，单个芯片尺寸为1cm×3cm，并进行了性能测试。最终测试结果显示，AWG芯片插入损耗在3.26dB～4.65dB，整体带宽为112nm，插入损耗变化小于1.4dB。
阵列波导光栅;集成光子器件;聚合物波导;波分复用器件;制备工艺
黑龙江大学
硕士
物理电子学
孔德贵
2022
中文
TN814.6;TN805
2022-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）