光學(xué)微環(huán)諧振腔的研究與應(yīng)用.pdf

1、目前信息與通信技術(shù)正以前所未有的速度發(fā)展，根據(jù)摩爾定律的預(yù)測，大約每18個月處理器的速度和內(nèi)存的大小就會翻倍，而且這個速度還將持續(xù)十年。如果光學(xué)能夠在信息與通信領(lǐng)域發(fā)揮重大的作用，無疑它將以飛快的速度發(fā)展。全光信號處理技術(shù)，由于不需要進行光-電-光轉(zhuǎn)換，逐漸成為全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中前景廣闊的領(lǐng)域之一。對于全光網(wǎng)絡(luò)設(shè)想的實現(xiàn)更需要一些體積更小，結(jié)構(gòu)簡單，性能較穩(wěn)定的光學(xué)器件。光學(xué)諧振腔是一個重要的光學(xué)器件，它在光通訊器件、光纖傳感等領(lǐng)域里得到了

2、廣泛的應(yīng)用，同時也是激光器的重要組成部分。所以具有高集成度的微納米光學(xué)諧振腔器件必將成為一個研究的熱點。本文首先介紹了光學(xué)微環(huán)諧振腔器件原理和他們的光學(xué)傳輸特性。然后我們分析了用光子器件的有限差分時域(FDTD)仿真法設(shè)計光學(xué)諧振腔的方法。最后我們研究了兩種不同材料的微納米光學(xué)諧振腔的設(shè)計，制備和應(yīng)用：1.基于絕緣體上硅波導(dǎo)的微納米環(huán)形諧振腔基于絕緣體上硅波導(dǎo)(Silicon-On-Insulator SOI)的微納米環(huán)形諧振腔，由于其

3、尺度為微納米范圍，具有超高的集成度并且其加工技術(shù)可以和互補型金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary metal–oxide–semiconductorCOMS)工藝相兼容，使其正在成為光器件加工的誘人方案。在傳統(tǒng)的單個環(huán)形諧振腔的基礎(chǔ)上，本文通過增加了一個同心環(huán)，提高了傳輸質(zhì)量，同時增加了光場。由于增加的諧振深度和檢測面積，將同心環(huán)諧振腔用于傳感，靈敏度比之前報道的結(jié)果提高了近10倍。2.微納米光纖諧振腔與基于SOI的微納米環(huán)形諧