法布里珀罗干涉型密集波分器的研究

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法布里-珀罗干涉型波分器,又称F-P谐振器、滤波器、信道器,具有结构简单、精细度高、插入损耗低、可调谐且调谐范围广等优点,是微波光子学、光纤通信、光纤传感及激光等领域中的关键器件,同时在集成光学器件领域具有重要的应用价值。硅基二氧化硅波导体系以其较低的插入损耗,制备工艺简单,成本低等优点在法布里珀罗谐振器的制备上具有较大的优势。本论文主要运用硅基二氧化硅波导体系在F-P谐振器的原理、设计、制备工艺及测试方面展开了研究工作。  本文论证了多光束干涉这一F-P谐振腔的基本特性,得到了其调制光的工作原理。分析了影响F-P腔谐振效应的影响因素,在此基础上对F-P腔谐振器的结构参数进行了优化设计。采用有效折射率法计算了在1550nm波长处上下包层折射率为1.4451,芯层折射率为1.4561的矩形波导的单模传输条件,并利用光束传输法对弯曲波导的传输损耗进行了模拟。最终优化得到的波导高度为5.5μm、宽度为5.5μm、S形的弯曲波导。  波导结构采用硅基二氧化硅体系,折射率差为0.75%,利用PECVD法、旋涂、光刻、反应离子束刻蚀、热蒸发等方法对硅基二氧化硅波导进行了制备,并在其端面沉积了多层介质膜高反镜。最后对器件特性进行了测试,得到了自由光谱范围在0.072nm左右、3dB带宽在0.027nm左右的八通道的透射谱。
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