《矽波導聲光多臂MZI結構研究》是依託北京交通大學，由范國芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：矽波導聲光多臂MZI結構研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：范國芳
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
矽波導集成光電子學是信息技術未來發展的必然趨勢，在矽光電子學中，最關鍵是其功能器件，本項目擬研究基於聲光效應的矽波導功能器件，提出了矽光波導聲光多干涉臂MZI結構，利用一束聲表面波，實現同時調製多干涉臂，使各干涉臂輸出干涉加強，達到成倍提高聲光調製效率的效果。主要研究內容和創新包括：（1）多干涉臂波導聲光MZI結構概念分析，利用馬赫曾德爾結構理論，推導出多干涉臂波導聲光MZI結構理論，理論上分析該結構概念；（2）結構設計：1x2光功分器研究，矽光波導上傳輸聲表面波結構研究，產生強而窄的聲表面波波束的叉指換能器設計，各設計參數對其性能影響研究；（3）樣品製作、測試，並將該概念推廣到磁光器件和等離子激元器件等方面。
結題摘要
隨著信息技術的發展，目前的晶片電子互連技術遇到電子瓶頸，無法滿足未來更高頻寬的需求。因此，可以利用CMOS技術製作，能和矽積體電路集成的矽光子技術，就成為信息技術發展的必然趨勢之一。在矽光子學中，最關鍵是其功能器件，其中基於聲光效應矽光器件具有高消光比，低驅動功率，並且設計靈活等特點,因此矽光聲光器件對於矽光子學來說，是一種非常好的選擇。本項目圍繞矽光波導聲光多干涉臂MZI結構的概念，開展了波導聲光互作用結構，多臂波導聲光理論、結構，以及製作工藝和測試技術等多方面研究。通過本項目的研究，我們取得了預期的研究效果，無論是在矽波導聲光理論方面還是在矽光波導聲光結構以及製作工藝方面，提出一些非常好的想法，並且得到了相應驗證。具體的研究，首先對聲表面波調製單臂和二臂的聲光器件進行了研究，結果顯示聲表面波同時調製兩臂，可以大幅提高調製效率，並且詳細分析了靜態相位差對於波導聲光器件性能的影響，獲得一些有用結果；同時，通過對光波導結構的最佳化設計，提出了一種新的利用聲表面波控制光波導微諧振腔中的光場機理，該機理利用聲表面波調製光波導折射率，實現對微諧振腔的輸入和輸出光波導耦合效率的調製，從而達到控制微諧振腔中光功率，取得了很好的調製效果；在上述基礎上，建立了多臂MZI波導聲光器件理論模型，分析了多臂波導聲光結構，並研究了並聯型、串聯型以及複合型多臂MZI波導聲光器件多種結構；最後，對相應製作工藝進行了研究，分析比較了目前常用的三種材料體系的優缺點。研究過程中，發表學術論文10篇，其中SCI檢索論文9篇，第一標註文章7篇。培養研究生兩名。
