Si基槽型光波导的传输特性分析和传输损耗的测量
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洪建勋(1973-),男,湖北人,博士,副教授 ,主要从事电光聚合物调制器、波导设计与数值分析方法、硅基光波导的制备与测试等的研 究.

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基金项目:

中国科学院半导体研究所集成光电子国家重点联合实验室开放基金(2011KFB003)资助项目 (1.武汉理工大学 信息工程学院,湖北 武汉 430070; 2.中国科学院半 导体研究所集成光电子国家重点联合实验室,北京 100083; 3.武汉理工大学 光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北 武汉 430070)


Researches on the transmission properties of the silicon slot optical waveguides and the transmission loss measurement
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    摘要:

    对Si基槽型(slot)光波导的传输特性进行了研究。 采用三 维时域有限差分(3D-FDTD)法研究了芯层中的光功率与波导槽型宽度及Si条带宽度之间的关 系,结果显示,槽型光波导具有很好的光功率约束效率,可以达到30%以上; 分析了光功率的变化规律及其优化,综合考虑光功率和光功率密度确定波导结构参数,实现 最佳光功率分 布,横向光功率分布沿x轴方向具有很好的约束效果,沿y轴方向呈现高斯分布;分析了底部Si薄层对光 功率的影响,100nm的底部Si薄层使得芯层的光功率下降50%,减小 底部Si薄层厚度有利于光功率约束效 率的提高;采用电子束刻写(EBL)技术和等离子刻蚀(ICP)技术制备了Si基槽型光波导,实验 研究了其传输损耗,结果显示,槽型光波导具有较低的传输损耗,达到13.5dB/cm。

    Abstract:

    The transmission properties of the sil icon slot optical waveguides are researched.The relationships between the slot o ptical power and the widths of the slot and silicon strip are studied by using F DTD method. Results show that silicon slot optical waveguides can offer good power confineme nt efficiency which can be as high as 30%.The optical power confinement and its optimization are analyzed.The waveguide parameters of the slots can be optimized by taking the optical power and power densit y into account,by which a best field distribution can be obtained.The field distribution at the cross section shows an excellent confinement along x direction and a Gaussian distribution along y direction. The effects of the t hin silicon bottom slab on the power confinement are studied.A 100nm thick silicon bottom slab will decrease the po wer in the slot by 50%.A slot waveguide is fabricated on SOI wafer by using electron beam lithography and plasma etching technologies.The transmission loss is studi ed experimentally.Results show that it has a good transmission loss as low as 13.5dB/cm.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

洪建勋. Si基槽型光波导的传输特性分析和传输损耗的测量[J].光电子激光,2013,(7):1286~1290

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  • 收稿日期:2013-01-10
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