Si3N4可重构滤波器阵列及其应用

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dannananjing31306111
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伴随着现代通信网络、计算机网络及其相关的产业的飞速发展,为了满足日益增长的信息容量的需求,下一代网络(NGN)会以光通信网络为中心。由于光通信网络的信息处理系统的集成化和微小型化,集成光子器件也得到了迅速发展。其中光学微环谐振器因为其成本低,结构紧凑,功能多样等优点,成为集成光子器件中非常重要的基本元器件。氮化硅波导与有机聚合物波导相比,具有芯包层折射率差大、器件尺寸小、性能稳定等优点,与硅波导相比,具有制备简单、工艺成本较低等优点。所以氮化硅微环谐振器在微波光子滤波器、光调制器、延时线等领域有着广泛的应用,本文主要研究了基于氮化硅波导的可重构微环滤波器阵列的设计、制备与测试。  本文首先结合传输矩阵法介绍了微环耦合马赫-曾德干涉器可重构滤波器的分析理论,并依据此理论设计优化了氮化硅波导的单模条件、弯曲半径以及耦合区等参数,并且对氮化硅波导的热光调谐做了相应的探究;在此基础上结合微环滤波器的精细度参数设计了一种氮化硅可重构滤波器阵列,设计制作了光波导和电极掩模板并在实验过程中优化光刻、反应离子刻蚀等微加工工艺流程参数成功制备了单环滤波器和6环级联的可重构滤波器阵列;搭建了光学测试系统,对单环滤波器进行了静态通光测试,其自由光谱范围为0.1389nm,半峰全宽为0.039nm,消光比为25dB,Q值40000。对6环级联的可重构滤波器阵列进行了动态通光测试,测试结果表明,通过在每个微环的MZI调制臂以及环上的电极加电压,可以调谐器件中每个微环的中心波长及其消光比。最后针对测试结果中的偏振相关特性,设计与优化了一种Si3N4光波导偏振转换及分离器件。
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