导读:本文包含了硅波导论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光子器件,光学相控阵,硅基二氧化硅,热光调制
硅波导论文文献综述
颜跃武,安俊明,张家顺,王亮亮,李建光[1]（2019）在《硅基二氧化硅波导阵列相位控制芯片》一文中研究指出设计并制作了硅基二氧化硅波导阵列相控芯片,该芯片由分束单元、相位调制单元、输出波导阵列叁部分构成,分束单元采用叁级1×2的光分束器级联而成,相位调制单元采用热光调制方式,输出部分包含8根密集阵列波导.8根波导输出的光在远场发生干涉,形成扫描光束,加电后通过二氧化硅热光效应,折射率变化0.027%(0.000 4)时,扫描光束偏转5.5°.该波导相控阵列采用2.0%超高折射率差的硅基二氧化硅波导为材料,经等离子体增强化学气相沉积法进行材料生长及退火,再经电感耦合等离子体干法刻蚀技术进行刻蚀,最后切割抛光制作而成.测试结果表明,静态下该芯片8条输出阵列波导形成清晰干涉光斑,在电压达到130V时,热调制相位后,光斑移动5.5°.(本文来源于《光子学报》期刊2019年04期）
李文辉,李仕琪,汪鹏君,陈伟伟[2]（2019）在《基于2ω_0锁定放大结构的硅波导导纳检测电路》一文中研究指出采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种硅波导导纳检测电路,通过检测光子器件硅波导导纳变化,实现光功率监测。检测电路采用基于目标信号二次谐波(2ω_0)频率的锁定放大结构。目标信号由开关式相敏检测器和跨阻放大器进行频率合成与放大,在2ω_0频率处由二阶OTA-C带通滤波提取,最后硅波导导纳的改变量由提取的电压信号变化量表示。目标信号在2ω_0频率处被提取可以减小1/f噪声对其干扰,从而提高硅波导导纳的分辨率。仿真结果表明,在80 MHz工作带宽内测得导纳分辨率为0.8 pS。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年01期）
陈世恩,翁亚滨[3]（2018）在《硅波导拉曼增益的优化》一文中研究指出硅波导尺寸与波导的有效模场面积成正比关系,减小有效模场面积有助于提高拉曼增益,但模场面积的减小会导致自由载流子吸收效应的加强,自由载流子吸收效应的加强又会降低拉曼增益。通过研究波导尺寸与硅波导拉曼增益之间的关系,进而得出合适的波导尺寸有助于拉曼增益的提高。(本文来源于《长春工业大学学报》期刊2018年04期）
刘淑晶[4]（2018）在《硅波导系统中基于相位耦合的单向无反射性质的研究》一文中研究指出众所周知,量子力学中的可观测算符都是厄米算符,其本征值为实数。1998年,Bender等人首次提出Parity-Time(PT)对称哈密顿的概念。PT对称哈密顿量描述了一类新的非厄米量子系统,只要满足PT对称条件,系统的本征光谱也可以是实数。PT系统中最迷人的特性之一就是异常点的存在,超过了这个点,即使满足PT对称,实的本征光谱转变为复的。异常点处的性质已经在多种结构中被讨论,例如:超材料、光学波导、光子晶体等。光子晶体是不同折射率介质的周期排列构成的一种人工微结构材料,由于其所特有的光子带隙能够抑制物质的自发辐射,可以用于全反射镜、波导、光开关、激光器、探测器和微腔等。光子晶体最显着的应用之一就是可以用于制备超高品质因子的微腔,由于光子晶体腔可以强烈限制光的传播,在物理和工程方面都有很多的应用。本文主要基于硅波导系统中两个光子晶体腔(PCCs)之间的相位耦合研究异常点(EPs)处的单向无反射现象和异常点附近的非互易完美吸收现象。我们的方案可以通过简单地调节两个光子晶体腔之间的距离来实现。研究表明:当光子晶体腔之间的距离d=744 nm时向前和向后方向的反射接近于0和1,在相位θ为0.978π频率ω为182.698THz处,异常点出现。当光子晶体腔之间的距离d=780 nm时,向前和向后方向的反射接近于0和0.8,在相位θ为1.048π时频率ω为182.338 THz处,异常点同样出现。相应地,向前和向后方向非互易的完美吸收率分别为0.98和0.92,品质因子分别为～1100和～310。本文提出的结构为传感器、滤波器和光子器件等研究提供了良好的平台。(本文来源于《延边大学》期刊2018-05-27）
邵捷[5]（2018）在《基于硅波导的量子光源的研究》一文中研究指出由于硅波导具有较高的叁阶光学非线性系数和强的限光能力,其光学非线性效应得到了广泛研究。利用硅波导内优异的光学非线性特性,结合硅波导制备工艺成熟以及集成度高的优点,硅波导已被用于制备新型的量子光源,在量子通信乃至量子模拟等领域具备极佳的应用前景。本文以时间-能量纠缠光子对为研究对象,对利用硅波导产生光子对的机理、实验方案和测试平台进行了系统研究。实现了200 KHz的光子对产生速率以及可见度为73.4%的量子干涉,并利用光子对的时间关联特性实现了对光纤色散的测量。本文首先研究了四波混频基本原理以及相位匹配条件。选取了不同的硅波导的结构参数,通过数值仿真得到了硅波导的色散曲线与结构参数的关系。我们发现,硅波导宽度为500 nm、高度为220 nm时,单模硅波导在C波段具备弱反常色散效应,可以实现较好的相位匹配。依据数值模拟的参数,在微纳器件加工平台加工出了长度为6 mm的硅波导,其传输损耗约为5 dB/cm。硅波导的受激四波混频转换效率达到-22 dB,3dB频率转换带宽约为15 nm。在使用连续激光泵浦硅波导后,检测到产生的多对时间-能量纠缠光子对,分析了光子对产率与泵浦光功率的关系。其次,我们对直波导产生的非简并的时间-能量光子对进行了Franson干涉测量,得到了周期为?、干涉可见度为49.2%?2.8%的量子干涉条纹,并与理论值符合得很好。为了提高量子干涉可见度,需要尽量减小关联光子对的线宽,我们采用硅微环对直波导产生的关联光子对进行滤波,得到3 dB线宽约为6.25 G简并的时间-能量纠缠光子对,实现了干涉可见度达到73.4%?7.2%的量子干涉。最后,将硅波导内产生的多对非简并的时间-能量纠缠光子对导入色散光纤内。当经过同一段色散光纤后,光子对之间将产生延时。通过记录多对关联光子对的延时,实现了长度为2 km的色散补偿光纤的色散系数的测量。测量结果与商用色散测量设备结果吻合,同时解释了色散测量中符合计数谱线展宽现象。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
张莹璐[6]（2018）在《氮化硅波导色散设计及低热灵敏度光交叉波分复用器的制备》一文中研究指出硅基光子学的形成和发展,为突破硅基微电子学的摩尔极限提供了新的方向。半导体材料硅在微电子领域中的应用已经是家喻户晓,在成熟的微电子加工工艺和日益进步的半导体材料生长工艺的共同推动下,硅在光子学领域中的应用也展现出了前所未有的优势和潜力。氮化硅作为另一种重要的光子学材料,在可见光波段的生物传感应用、通信波段的非线性光学应用和低热灵敏度器件的设计等方面发挥着其独特的优势。本论文首先探索了基于PECVD的氮化硅生长工艺,其次仿真设计了一种基于氮化硅的宽带平坦低色散波导,最后设计制备了一种低热灵敏度的氮化硅光交叉波分复用器。主要内容包括:(1)系统研究了SiH_4和NH_3两种反应气体流量、反应腔压和高低频交替时间等反应条件对氮化硅薄膜的沉积速率、应力、表面粗糙度和折射率等的影响。(2)仿真设计了一种基于氮化硅的宽带平坦低色散波导,理论计算了该波导的有效模式面积和非线性系数随波长的变化关系,并研究了该波导在简并四波混频中的相位匹配条件。(3)设计并制备了一种基于氮化硅的环耦合非对称马赫曾德干涉仪型光交叉波分复用器。在25°C到70°C的温度范围内,PMMA包层器件的温度灵敏度减小为±7pm/?C,其最大波长漂移为0.125 nm。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
陈讯[7]（2018）在《基于硅波导的偏振不敏感型光功分器的研究》一文中研究指出光功率分配器是对光信号进行分配和合成的最基本的器件之一,也是构成其他复杂光学器件的重要组成部分,如光开关、波分复用器等。近年来,硅基光集成器件由于其超小的尺寸,超低的损耗及与传统的CMOS工艺兼容等优势,在光互连、光通信领域发挥着越来越重大的作用。因此基于硅波导的光功分器的研究得到了越来越多的关注。目前基于硅基集成平台,光功分器主要有叁种实现方案:Y形分支、定向耦合器、多模干涉耦合器。但是同时这些方案都有各自的优缺点。对Y形分支功分器,通常不易实现2×2的功能,而2×2功能在很多光开关里是必须的,另外在实际制作过程中,由于工艺水平的限制,两输出波导之间的分支角不可能做成完全的尖角,从而引起较大的模式失配损耗。而对于传统的基于定向耦合器和多模干涉耦合器的光功分器,往往是对偏振和波长的敏感。本文的主要工作是解决传统基于定向耦合器的功分器对偏振敏感的问题,提出一种新颖级联的弯曲方向耦合器结构。首先,本文介绍了几种常见的光波导材料及其应用。为了描述光波导中的模场分布,我们采用了波动理论推导了平板波导的特征方程。另外,我们还介绍了在实际光波导设计中应用更加普遍的光束传输法和时域有限差分法。然后,提出了 一种基于级联弯曲定向耦合器的大带宽且偏振不敏感型2 × 23dB光功分器结构。其中设计第一个定向耦合器的参数使其能将TE偏振光分配为50%:50%,设计第二个弯曲定向耦合器参数使其对TE偏振光是弱耦合,因此整个器件对TE偏振光仍能保持3 dB分光比。由于TM偏振的光耦合强度比TE大,第二个定向耦合器仍能对TM光进行分配,通过优化参数,使得整个器件对TM偏振也能实现3 dB分束,因此该器件能对两偏振态都工作,且工作带宽为1520到1630nm,附加损耗小于1 dB,器件整体尺寸小于50μm。接下来,我们详细介绍了硅基光功分器的制备工艺流程,主要包括曝光、显影、刻蚀等。我们对该器件进行了测试,测试结果与仿真良好吻合,且有着良好的工艺容差。最后,我们搭建了一个硅波导与光纤阵列垂直耦合封装平台,能够实现硅波导与光纤阵列的高效耦合封装。我们详细介绍了光纤阵列与光栅耦合器对准方法及封装流程,并成功实现了硅波导与单模光纤的耦合封装。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-01-15）
王宸文姬[8]（2017）在《基于反向偏置PIN硅波导的全光逻辑门的研究》一文中研究指出随着国际互联网的飞速发展,许多宽带业务应运而生,迫切需要发展超高速、超大容量的通信系统和计算机处理系统。然而由于电子学的瓶颈效应日趋明显,全光网(AON)和全光计算成了人们的奋斗目标,其中的关键之一就是要实现超高速的全光信号处理。全光逻辑器件是超快全光信号处理技术中的一个关键组成部分,其成熟程度直接决定着未来全光网络的发展程度。因此,全光逻辑器件的研究成为国内外的一个热点。本文围绕全光逻辑器件展开了研究。基于反向偏置PIN结硅波导中的简并四波混频(FWM)效应和非简并FWM效应,提出了一种开关键控(OOK)信号全光逻辑AND门和一种差分相移键控(DPSK)信号全光逻辑XOR门方案。建立了基于反向偏置PIN结硅波导的OOK信号全光逻辑AND门和DPSK信号全光逻辑XOR门的理论模型,并对其性能进行了仿真研究。研究结果表明:提出的方案可以实现逻辑AND门和逻辑XOR门。引入反向偏置PIN结,减小自由载流子寿命,提高了全光逻辑门输出功率;波导长度有最优值,使得全光逻辑门输出功率达到最大值;通过提高信号光功率,减小有效模场面积,能够提高全光逻辑门输出功率;两种全光逻辑门都对波长失谐量不敏感,波长可调谐范围宽。本文提出的基于反向偏置PIN结硅波导的全光逻辑门结构简单,易于集成,输出效率高,作为全光信号处理技术中的一个关键组成部分,可望应用到全光网和全光计算中。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2017-10-26）
杨森[9]（2017）在《基于亚波长硅波导阵列的透射光场波前调控》一文中研究指出光学超表面由于亚波长的特征尺寸、自然材料无法实现的传输特性,其概念一经提出,就迅速成为光学集成、平面光学器件研究领域的热门。而基于全电介质材料的光学超表面的提出,由于避免了金属材料的欧姆损耗,将透射型超表面拓展到了可见光和近红外波段。超表面设计的关键,在于结构单元的选择。目前大部分电介质超表面结构单元的设计都是基于米散射理论或几何相位。我们创新性地引入亚波长硅波导作为超表面的结构单元,通过理论计算和数值模拟研究1550 nm波长下对透射光场的波前调控。我们首先研究了基于二维亚波长硅波导阵列的电介质超表面。我们分析了用二维亚波长硅波导做超表面结构单元的可行性,实现了垂直入射线偏振平面波的偏折和近衍射极限会聚,并巧妙地将这二者结合实现了光束的偏折会聚。此外,我们着重考察了二元光学的典型器件——达曼光栅,并在该部分探讨了一维达曼光栅的设计,在远场得到了1×5衍射点阵。之后我们将二维结构拓展到叁维,研究了基于叁维亚波长硅波导(即矩形波导)阵列的电介质超表面。我们详细讨论了叁维亚波长硅波导的光学传输和共振特性,并论证了用叁维亚波长硅波导做超表面结构单元的可行性。之后,我们设计了将垂直入射线偏振平面波转换为拓扑荷为1的涡旋光束的超表面,并考察了其与平面波的干涉情况。最后,我们设计了在远场产生5×5等光强衍射点阵的偏振独立达曼光栅,并证明了该达曼光栅具有宽带响应和对制造误差具有鲁棒性的特点。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
邵捷,周朝彪,汪毅[10]（2017）在《基于硅波导的简并双光子量子干涉》一文中研究指出简并的时间-能量关联光子对作为一种重要的量子资源,有着众多用途,如量子模拟和量子测量等[1]。本文以硅纳米线为载体,基于自发的非简并四波混频首先制备出中心波长为1550nm,3d B线宽为0.1nm的简并的时间-能量关联双光子对,并利用臂长时间差为90.1ps的MZI实现量子干涉,因为MZI两臂长的时间差(90.1ps)大于单光子相干时间(80ps),小于单光子探测器电子跳动时间(271ps),所以理论上量子干涉可见度为50%[2,3],实际测量值为48.95%?3.62%(图1.b),干涉周期是经典光干涉(图1.a)周期的一半。当MZI臂长时间差小于单光子相干时间时,量子干涉可见度将高于50%[4]。因此我们利用硅纳米线产生双光子,同时利用微环谐振腔滤波,制备出3d B线宽为0.03nm,中心波长为1548.2.8nm的简并的时间-能量相关双光子对,此时MZI的臂长时间差小于单光子相干时间(200ps),实验测得量子干涉可见度提高到73.40%?7%(图1.c),干涉周期同样为?。(本文来源于《第十二届全国硅基光电子材料及器件研讨会会议论文集》期刊2017-05-25）
硅波导论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种硅波导导纳检测电路,通过检测光子器件硅波导导纳变化,实现光功率监测。检测电路采用基于目标信号二次谐波(2ω_0)频率的锁定放大结构。目标信号由开关式相敏检测器和跨阻放大器进行频率合成与放大,在2ω_0频率处由二阶OTA-C带通滤波提取,最后硅波导导纳的改变量由提取的电压信号变化量表示。目标信号在2ω_0频率处被提取可以减小1/f噪声对其干扰,从而提高硅波导导纳的分辨率。仿真结果表明,在80 MHz工作带宽内测得导纳分辨率为0.8 pS。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
硅波导论文参考文献
[1].颜跃武,安俊明,张家顺,王亮亮,李建光.硅基二氧化硅波导阵列相位控制芯片[J].光子学报.2019
[2].李文辉,李仕琪,汪鹏君,陈伟伟.基于2ω_0锁定放大结构的硅波导导纳检测电路[J].传感技术学报.2019
[3].陈世恩,翁亚滨.硅波导拉曼增益的优化[J].长春工业大学学报.2018
[4].刘淑晶.硅波导系统中基于相位耦合的单向无反射性质的研究[D].延边大学.2018
[5].邵捷.基于硅波导的量子光源的研究[D].华中科技大学.2018
[6].张莹璐.氮化硅波导色散设计及低热灵敏度光交叉波分复用器的制备[D].华中科技大学.2018
[7].陈讯.基于硅波导的偏振不敏感型光功分器的研究[D].浙江大学.2018
[8].王宸文姬.基于反向偏置PIN硅波导的全光逻辑门的研究[D].南京邮电大学.2017
[9].杨森.基于亚波长硅波导阵列的透射光场波前调控[D].哈尔滨工业大学.2017
[10].邵捷,周朝彪,汪毅.基于硅波导的简并双光子量子干涉[C].第十二届全国硅基光电子材料及器件研讨会会议论文集.2017