SOl基片的制備

絕大部分的硅光子器件選擇SOl材料來做平臺(tái)。而我們通常用的SOl材料選擇硅的良好氧化物二氧化硅來做掩埋絕緣層，即硅在二氧化硅上。頂層硅和掩埋二氧化硅的厚度一般為微米量級，隨制作工藝的不同而不同。二氧化硅一般...

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硅中的光調(diào)制機(jī)制

調(diào)制即是通過施加電信號改變光波導(dǎo)中光的相位、強(qiáng)度和偏振等特征，以達(dá)到用光來傳輸信號的目的。硅的調(diào)制比較普遍的是利用載流子的注入或耗盡，而不是利用通常的電場效應(yīng)，下面介紹幾種調(diào)制機(jī)制。　　1.普克爾效應(yīng)　...

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直光波導(dǎo)中的輻射損耗

直光波導(dǎo)中的輻射損耗可以忽略，彎曲光波導(dǎo)和光波導(dǎo)制作過程中引入的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)畸變是輻射損耗的主要來源。彎曲損耗隨曲率半徑的減小而增大，尤其是小截面光波導(dǎo)，此時(shí)光的限制因子較小，更容易引起彎曲損耗。對于SO...

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半導(dǎo)體材料的吸收損耗

半導(dǎo)體材料的吸收主要來源于帶邊吸收、帶間吸收和自由載流子吸收。當(dāng)光子能量大于禁帶寬度時(shí)，價(jià)帶中的電子就會(huì)被激發(fā)到導(dǎo)帶。所以傳輸光的波長要大于光波導(dǎo)材料吸收邊的波長，即導(dǎo)波的波長要大于1.1 gm。自由載流子...

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硅光波導(dǎo)中損耗的分類

光波導(dǎo)的散射分為兩種類型：體散射和界面散射。體散射是由于光波導(dǎo)體材料的缺陷造成的，如空洞、雜質(zhì)原子和晶格缺陷等。界面散射是由于光波導(dǎo)芯層和包層界面的粗糙度引起的。體散射在硅材料中一般可以忽略。但如離子...

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光波導(dǎo)的折射率及損耗系數(shù)

目前為止，我們認(rèn)為折射率是實(shí)數(shù)，但是一般情況下，它是一個(gè)復(fù)數(shù)。復(fù)折射率定義為　　 因此，有一項(xiàng)為exp（－kon1z），這一項(xiàng)經(jīng)常被寫為exp（- a），a稱為損耗系數(shù)， 之所以包含在里面，是因?yàn)閍通常為強(qiáng)度損耗...

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有效折射率法進(jìn)行脊形光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

SOl基片的構(gòu)成如圖1所示，頂層硅的厚度約為幾微米，做為光波導(dǎo)的芯層材料；掩埋氧化層的厚度一般為0.5 gm，作為光波導(dǎo)的下包層，防止光場從襯底泄漏掉，所以只要氧化層的厚度大于光模的消逝場的尺寸，光就可以被有效...

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集成光電子學(xué)SOI光波導(dǎo)

集成光電子學(xué)無論在技術(shù)還是成本上都占有優(yōu)勢。對于III-V族化合物來說，硅材料和SOl（硅在絕緣體上）在基片處理成本，封裝密度等方面均占有優(yōu)勢。微電子工藝的發(fā)展水平使得集成光學(xué)的工藝很容易實(shí)現(xiàn)。目前集成光學(xué)的...

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光波導(dǎo)基本結(jié)構(gòu)

平板光波導(dǎo)的利用面非常有限，因?yàn)樗荒軐?dǎo)引光波沿著一個(gè)固定的方向傳播，這無疑限制了光波導(dǎo)的應(yīng)用；實(shí)際最長用的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為三維光波導(dǎo)，它能自由地將光波導(dǎo)引到任意想要的方向。目前在OEIC中最常用的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)...

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波方程的限制因子

我們知道，并不是光波導(dǎo)中所有的光功率都在芯層內(nèi)部傳輸。而知道有多少功率在芯層內(nèi)部傳輸是十分重要的；它是比較光波導(dǎo)模式和光波導(dǎo)制作技術(shù)的重要因素。如光波導(dǎo)對模式限制強(qiáng)，則芯層內(nèi)部的光場能量就大，反之亦然...

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波方程的模場形狀

在已經(jīng)得出了場解后，就可以畫出其場分布和強(qiáng)度分布圖。為了描述多模特性，定義一個(gè)較大的多模光波導(dǎo)，參數(shù)如下：n1＝3.5，n2=1.46，n3=3.5，λ0＝1.55 gm，h＝1.0um。芯層中的偶階模是余弦函數(shù)，在包層中按指數(shù)規(guī)律...

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波方程的化簡和求解

在這一部分，我們利用簡單的平板光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來化簡波方程。我們將利用偏振的m模（只在艿方向存在電場）來求解波方程。TM模（只在y方向存在電場）的求解過程與之類似。　　將式（4-53）在笛卡兒坐標(biāo)系下展開，可以得到...

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電磁場理論基礎(chǔ)

簡單的光波導(dǎo)理論可通過射線光學(xué)進(jìn)行研究，但是要對光波導(dǎo)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，就一定要用到波動(dòng)光學(xué)的理論。波動(dòng)光學(xué)的理論基礎(chǔ)即麥克斯韋方程組，它可以寫成4個(gè)耦合的方程，其中兩個(gè)標(biāo)量方程，兩個(gè)矢量方程。它可以寫成...

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模有效折射率

由式（4－21）和式（4-22）知道：　　我們尤其對z方向的傳播常數(shù)感興趣，炻經(jīng)常可以用β來表示，它們是等效的。　　我們可以定義一個(gè)參數(shù)N，稱為有效折射率，表示為　　這個(gè)公式與式（4-19）很相似，即可以把光波導(dǎo)...

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光傳輸?shù)膯文l件

對于給定的偏振光來說，我們通常使用的光波導(dǎo)只支持一個(gè)模式，即單模光波導(dǎo)。分析一下對稱平板光波導(dǎo)的特征值方程（4－26）。考慮二階模，即m=1，令它的傳輸角等于臨界角。在這樣的限定條件下，平方根內(nèi)的值約等于零...

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非對稱平板光波導(dǎo)

現(xiàn)在我們考慮更加復(fù)雜的非對稱平板光波導(dǎo)，如圖1所示，n2≠n3。　　圖1 非對稱平板光波導(dǎo)傳輸　　我們可以用與對稱平板光波導(dǎo)類似的方法對其進(jìn)行求解，只是上、下界面的邊界條件不同。這時(shí)咒模的特征值方程變?yōu)椤　?..

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電子圖像顯示器件

圖像顯示器件是二維光信號的圖像與人的視覺之間的媒介。圖像具有豐富的信息量，伴隨著圖像的發(fā)射、傳輸、接收的國際化，電子圖像顯示器件將會(huì)起到越來越重要的作用。目前，電子圖像顯示器件主要有陰極射線管CRT顯示...

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并行光接收模塊

VSR光接收模塊的主要組成包括光電探測器二極管列陣、放大器、增益放大器、信號檢測電路，以及LVDS信號輸 出設(shè)備。　　光通信系統(tǒng)中，光電探測器的作用是將光脈沖信號轉(zhuǎn)變成光生電流，并經(jīng)過前置放大等預(yù)處理后成為能...

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并行光發(fā)射模塊的封裝技術(shù)

模塊的正常工作需要優(yōu)化的的封裝設(shè)計(jì)。一個(gè)好的封裝可以很好地保護(hù)內(nèi)部的組件，隔離外部干擾，并且還具有散熱、機(jī)械定位、提供內(nèi)部和外部的光，以及電連接等作用。設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)腣CSEL可擁有超過10GHz的自身帶寬。VCSEL...

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光電探測器陣列CCD轉(zhuǎn)移特性

為了減小氧化層殘余電荷引起界面陷阱中心使載流子消失以提高轉(zhuǎn)移效率，可以在氧化層和襯底之間增加一層隱埋層使轉(zhuǎn)移溝道從表面移向體內(nèi)。由圖1（b）可以看出，勢能極小值脫離了界面進(jìn)入了體內(nèi)，避免了表面態(tài)的影響，...

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