《基於微結構準相位匹配技術的光子集成波導光柵研究》是依託南京大學，由施躍春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於微結構準相位匹配技術的光子集成波導光柵研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：施躍春
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光子集成器件是光通訊以及信息領域的必然發展方向，其中無源濾波器是最重要的集成元件之一。波導光柵是製作濾波器的最常用方法，但是一般需要在光柵中引入納米量級精細結構，因此高精度的工藝要求限制了其實際套用。本項目基於申請人等首次自主提出的微結構準相位匹配技術，設計與製作二維複雜波導光柵的集成器件。該技術僅需要製作普通均勻光柵，然後在該均勻光柵基礎上刻寫特定的微米量級的二維取樣圖案。這種具有特殊取樣結構的光柵可以等效實現複雜二維光柵。均勻光柵可以利用普通全息曝光實現，取樣圖案由普通微米量級光刻便可以實現。因此該技術使得製造成本大大降低，適合規模化製造，在光子集成器件中具有廣闊的套用前景。
結題摘要
目前光通訊的容量需求呈現爆炸式增長，而現有的網路主要由分立的光器件構成，導致了系統越加複雜龐大以及能耗越大，而越來越難於維持。光子集成技術被廣泛認為是解決該問題的主要技術趨勢。對於光子集成晶片，光的片上調控是最重要的問題。目前布拉格波導光柵是實現片上光調控的主要的方法之一。基於一維波導光柵的某些光電器件，比如DFB半導體雷射器，已經取得了廣泛的套用。對於二維複雜波導光柵，可以在二維平面內有效控制光行為，實現多種功能性光子器件。但是製造複雜，成本高。針對這個問題，本項目主要研究線性介質微結構準相位匹配(MS-QPM)技術以及該技術在功能性光子集成器件中的套用。項目執行過程中研究了MS-QPM技術中的各參數對誤差的影響以及不同級次傅立葉子光柵的相互干擾等問題，為器件設計提供理論依據。同時，基於MS-QPM技術研究了多種光子集成器件，比如模式變換器、斜光柵寬波導大功率雷射器以及混合模式DFB半導體雷射器等等。研究表明，通過改變取樣結構而保持基本光柵均勻，實現了光子器件的不同性能。該結構可以利用全息和微米級光刻實現，因此可以實現低成本製造。另外，本項目對取樣光柵的製作工藝也進行了深入的研究。分別利用納米壓印，全息曝光在磷化銦、矽以及石英波導上製作了取樣光柵，實驗得到的光柵形貌較好，積累了相關工藝技術。通過本項目的研究，進一步完善了MS-QPM技術的理論，並對MS-QPM技術在光子集成器件方面的套用做了有益的探索，並對於前面提到的某些器件得到了理論驗證。同時，項目也積累了不少取樣光柵的製作工藝，為相關器件的發展奠定了一定的基礎。
