| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 第一章 绪论 | 第10-30页 |
| 1.1 集成光学常用材料及相关工艺 | 第10-18页 |
| 1.1.1 SOI材料 | 第10-15页 |
| 1.1.2 二氧化硅材料(Silica)与玻璃(Glass) | 第15-17页 |
| 1.1.3 聚合物材料(Polymer) | 第17页 |
| 1.1.4 铌酸锂材料(LiNbO_3) | 第17页 |
| 1.1.5 Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物材料 | 第17-18页 |
| 1.1.6 小结 | 第18页 |
| 1.2 光耦合器和阵列波导光栅 | 第18-20页 |
| 1.2.1 光耦合器 | 第18-20页 |
| 1.2.2 阵列波导光栅 | 第20页 |
| 1.3 集成波导式转弯微镜 | 第20-23页 |
| 1.4 本论文的工作 | 第23-25页 |
| 1.4.1 本论文的目的和意义 | 第23-24页 |
| 1.4.2 论文的创新点 | 第24页 |
| 1.4.3 论文内容 | 第24-25页 |
| Reference | 第25-30页 |
| 第二章 SOI脊形波导及器件设计理论 | 第30-52页 |
| 2.1 SOI脊形波导参数设计 | 第30-41页 |
| 2.1.1 脊形波导单模条件及有效模折射率的计算方法 | 第30-32页 |
| 2.1.2 脊形波导与光纤间的耦合效率 | 第32-36页 |
| 2.1.3 脊形波导的偏振效应及弱偏振波导结构的设计 | 第36-37页 |
| 2.1.4 SOI脊形波导的弯曲损耗 | 第37-38页 |
| 2.1.5 SOI脊型波导与平板波导间的过渡损耗分析 | 第38-41页 |
| 2.2 MMI耦合器 | 第41-48页 |
| 2.2.1 MMI原理及设计方法 | 第42-47页 |
| 2.2.2 MMI的成像质量 | 第47-48页 |
| 2.2.3 MMI的工艺容差 | 第48页 |
| 2.3 小结 | 第48-49页 |
| Reference | 第49-52页 |
| 第三章 阵列波导光栅设计理论及工艺误差分析 | 第52-76页 |
| 3.1 阵列波导光栅的设计方法 | 第52-56页 |
| 3.2 不同性能要求AWG的设计方法 | 第56-61页 |
| 3.2.1 降低AWG插入损耗的方法 | 第56-57页 |
| 3.2.2 AWG串扰因素及降低串扰的方法 | 第57-58页 |
| 3.2.3 消除AWG偏振效应的方法 | 第58-59页 |
| 3.2.4 AWG频谱响应平坦化的方法 | 第59-60页 |
| 3.2.5 温度不敏感AWG | 第60-61页 |
| 3.3 AWG误差分析 | 第61-70页 |
| 3.3.1 影响AWG性能的误差因素 | 第61页 |
| 3.3.2 傅利叶光学的方法推导AWG输出频谱分布曲线 | 第61-65页 |
| 3.3.3 引入误差源的AWG频谱分布及串扰、插损的计算 | 第65-68页 |
| 3.3.4 AWG的主要误差源及其与相位误差的关系 | 第68-70页 |
| 3.4 小结 | 第70-71页 |
| 附录 | 第71-73页 |
| Reference | 第73-76页 |
| 第四章 基于SOI材料的集成波导式转弯微镜 | 第76-92页 |
| 4.1 IWTM结构及损耗因素 | 第76-81页 |
| 4.1.1 镜面粗糙度(R_q)对IWTM损耗的影响 | 第77-78页 |
| 4.1.2 镜面大小(w)对IWTM损耗的影响 | 第78页 |
| 4.1.3 镜面中心与波导中心的相对平移(d)对反射损耗的影响 | 第78-79页 |
| 4.1.4 镜面与波导的角度偏斜(θ_t)对反射损耗的影响 | 第79-80页 |
| 4.1.5 镜面垂直度(θ_v)对反射损耗的影响 | 第80-81页 |
| 4.2 SOI材料上IWTM器件的制作工艺 | 第81-86页 |
| 4.2.1 腐蚀工艺 | 第81-84页 |
| 4.2.2 清洗和氧化工艺 | 第84页 |
| 4.2.3 光刻工艺 | 第84-85页 |
| 4.2.4 抛光工艺 | 第85-86页 |
| 4.3 器件的测试 | 第86-87页 |
| 4.4 SOI材料上波导器件的工艺流程 | 第87-88页 |
| 4.4.1 普通波导器件的制作工艺流程 | 第87页 |
| 4.4.2 镜面反射型波导器件的制作流程 | 第87-88页 |
| 4.5 镜面反射型弯曲波导的实验及测试结果 | 第88-91页 |
| 4.5.1 IWTM插入损耗的测试 | 第88-89页 |
| 4.5.2 角度倾斜(θ_t)引起的额外损耗 | 第89-90页 |
| 4.5.3 位置偏移(d)引起的额外损耗 | 第90页 |
| 4.5.4 KOH腐蚀镜面表面质量的测试 | 第90-91页 |
| 4.6 小结 | 第91页 |
| Reference | 第91-92页 |
| 第五章 基于IWTM的SOI波导器件 | 第92-106页 |
| 5.1 紧凑结构功率分配器的研制 | 第92-96页 |
| 5.1.1 功率分配器的整体结构 | 第92-93页 |
| 5.1.2 正弦型S弯曲Y分支结构的设计和计算 | 第93-94页 |
| 5.1.3 1×2MMI分叉型功分器的设计和计算 | 第94-95页 |
| 5.1.4 两种功分器的制作及测试结果比较 | 第95-96页 |
| 5.2 4×4MMI耦合器设计、制作、测试 | 第96-100页 |
| 5.2.1 4×4MMI的设计参数及模拟结果 | 第96-97页 |
| 5.2.2 4×4MMI的容差计算 | 第97页 |
| 5.2.3 4×4MMI的制作及测试结果 | 第97-98页 |
| 5.2.4 4×4MMI折射率差的优化设计 | 第98-99页 |
| 5.2.5 讨论 | 第99-100页 |
| 5.3 基于SOI材料的AWG设计 | 第100-105页 |
| 5.3.1 AWG参数的设计及模拟 | 第100页 |
| 5.3.2 镜面处结构的设计 | 第100-102页 |
| 5.3.3 SOI AWG的制作及测试 | 第102-105页 |
| 5.4 小结 | 第105页 |
| Reference | 第105-106页 |
| 第六章 二氧化硅阵列波导光栅的研制 | 第106-116页 |
| 6.1 基于二氧化硅材料的AWG设计 | 第106-110页 |
| 6.1.1 波导结构的确定 | 第106页 |
| 6.1.2 波导间距及锥形波导的设计 | 第106-108页 |
| 6.1.3 其它参数及器件形状 | 第108-109页 |
| 6.1.4 器件性能的BPM模拟结果 | 第109-110页 |
| 6.2 二氧化硅AWG的制作、测试及讨论 | 第110-115页 |
| 6.3 小结 | 第115页 |
| Reference | 第115-116页 |
| 第七章 总结 | 第116-118页 |
| 文章、专利及获奖 | 第118-120页 |
| 致谢 | 第120-121页 |
| 作者简介 | 第121-122页 |
| 附件 | 第122-131页 |
