文档介绍：太原科技大学
硕士学位论文

姓名:徐勤昌
申请学位级别:硕士
专业:流体力学
指导教师:刘淑平
20080701
中文摘要衬底侧的传输角分别为础’和。譬’≈保芷贏≈凵于仰,¨,/异质结光栅耦合器的精确设计,波导层厚度为岬,入射波长为在电子系统中为了实现信息传输的大规模化和高速化:一是采用高速电子器件:二是采用光波导连接芯片。/异质结在这两方面的应用中都有明显的优势,本文论证了用/异质结设计和研制光波导器件的优越性和必要性,主要从材料的性质、能带结构、传光特性、器件的结构尺寸和制作工艺等方面,对光栅耦合器和布拉格反射光栅进行了深入的研究和探讨。首先,根据/异质结的能带结构分析其传光特性,给出了合金各组分所占比例,使其吸收限在韵拢佣扑愠霾ǖ疾愕恼凵渎剩杓瞥銎矫波导层的厚度。然后,根据耦合模理论并应用计算出光栅耦台器的辐射衰减系数和布拉格光栅反射器的耦合系,设计出对称矩形截面波导光栅的周期,长度,宽度,槽深,齿宽的尺寸。对光场强度在器件中的分布进行了数值模拟分析。主要得出三个结论:脚。∞州/异质结单模共面布拉格反射光栅入射角为。,,光栅周期为脚,滤漶詈闲士纱锏%。对卿㈣㈣/异质结光栅耦合器粗略设计,。。,。粥/异质结波导光栅耦合器的周期、长度和槽深,得出从空气中输入,入射角为。映牡字惺淙耄肷浣俏,光栅长度为,%,对制作过程和器件的测试进行了深入的研究,采用的制作工艺主要有ι法,双光束干涉法和等离子蚀刻法等:通过棱镜耦合法和光栅耦合法对器件的传输常数和耦合效率进行了测量。关键词:/异质结光栅耦合器布拉格反射器ι浞ㄋü馐缮等离子蚀刻波带宽为时,周期为¨,
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学位论文作者┱:徐勤昌搿钰岛本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立完成的,学位论文的知识产权属于太原科技大学。如果今后以其他单位名义发表与在读期间学位论文相关的内容,将承担法律责任。除文中已经注明引用的文献资料外,本学位论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。承诺书年
第一章绪论分子束外延与化学气相沉积技术的发展使应变可控的器件质量的/异质结得以实现,应变层/异质结具有许多优异的性能,且与硅集成电路技术兼容,因而引起人们广泛的研究兴趣。/器件的研究主要在高速器件及其和光电器件及其,/异质结光波导器件是中的重要组成部分,随着ā⒐饪和蚀刻技术的发展,用/异质结或超晶格设计和研制更为精细的光波导器件绮ǖ脊庹已成为当前重要的研究课题,将会极大促进单片的发展。本课题的研究意义随着现代信息技术的广泛应用和深入研究,以光纤通信、光互连为代表的光电子集成技术对半导体光电子器件和电路提出了越来月迫切的要求,其中一个重要课题就是如何以成熟的硅工艺技术为基础,利用新原理和新材料,在硅衬底上直接制作与硅的微电子工艺兼容的,,且具有高性能价格比的硅基光电探测器、光波导器件及集成器件。异质结构和超晶格是近年来兴起的新型半导体材科,它具有许多独特的物理性质和重要的技术应用价值,并且与硅的微电子工艺技术兼容,受到了人们高度的重视,被认为是九十年代新型光电子、微电子材科,是“第二代硅”材料,它使硅材料进入列人工设计微结构材料时代,使硅器件进入到“异质结构”、“能带工程’’时代,其工作速度扩展到毫米波、超快速领域,光学波段进入到~脚远红外探测波段。这种材料的折射率可以通过控制锗的含量来调节,这样:辖鹚孀抛分谋浠浣矶仍..淞浠杂Φ牟ǔし段..脚之间能与光通信窗口匹配;同时近年来随着分子束外延化学气相淀积等技术的发展,可以生长出性能优异的#痵熘式峒坝Ρ涑Ц癯〔悴牧希F骷制作奠定了基础。并且/异质结构及应变层微结构器件实际还是硅基器件,它的制作工艺和集成工艺和硅的工艺兼容的,即硅器件和硅集成电路研制中发展起来的光刻、刻蚀、扩散、离子注入、绝缘技术、化学气相淀积和电极制备等成熟的工艺技术完全或稍加改进即可应用在/器件的制作上。所以。痵蝗为是世纪年代新型的光电子和微电子材料,其研究发展非常迅速,已涉及世界范围。/器件的研究现在主要在高速器件及其和光电器件及其两个方面发展,光波导作为领域中的连接器件是解决电子传输瓶颈的关键器件,由
于平面光波导峭ü刂普凵渎世瓷杓破骷模虼瞬牧系难≡癯晌V氐悖目前主要的材料