硅基光柵輔助反向耦合器的原理及應用研究.pdf

1、隨著科技的不斷進步，世界上每天都會產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量，要完成對這些數(shù)據(jù)量的高效處理，就需要高性能的計算系統(tǒng)，這就對互連技術提出了很高的要求。傳統(tǒng)電互連技術芯片依靠尺寸的減小、集成密度的提高、導線特征尺寸的減小，都可以進一步提高芯片的性能，然而卻會逐漸遇到瓶頸，用光互連取代電互連已經(jīng)成為公認的有效解決方案。
　　對于芯片內(nèi)、芯片間的高速光互連，除了以光代替電這一基礎做法以外，還可以通過多種復用技術來進一步提升通信容量。人們已經(jīng)在光纖通

2、信中廣泛使用的波分復用、碼分復用等技術，對于集成光波導也有著借鑒意義。近年來，人們已經(jīng)著手實現(xiàn)片上多種復用技術，本文正是在這一背景下，研究了光柵輔助反向耦合結(jié)構(gòu)，并基于該結(jié)構(gòu)提出了實現(xiàn)多種復用技術的新方法。具體工作如下：
　　(1)分析了光互連以及硅基光子學的重要意義，對光波導理論、耦合模理論和計算方法進行介紹；
　　(2)采用耦合模理論對光柵輔助反向耦合結(jié)構(gòu)進行理論分析，對光譜特性的影響因素進行了詳細分析；
　　(3

3、)就光柵寬度、波導間隔、光柵周期數(shù)以及光柵結(jié)構(gòu)這四個結(jié)構(gòu)參數(shù)對光譜特性的影響進行了分析討論，并總結(jié)了它們對帶寬、波長、透過率等特性的影響；
　　(4)基于光柵輔助反向耦合器結(jié)構(gòu)，提出了可應用于偏振復用的偏振分束器，詳細介紹了偏振分束器的設計方法；同時，我們還提出了能夠同時實現(xiàn)波分復用和模分復用的結(jié)構(gòu)，這樣可以進一步提高通信容量。對于設計出的結(jié)構(gòu)，我們也進行了模擬仿真以驗證其可行性。并且，還對光柵輔助反向耦合提出優(yōu)化改進的方案。