亚微米SOI脊型波导（课堂笔记）

2024-05-14 03:01:22

目录

1.SOI脊型波导

2.taper登场

3.硅nano-slot波导（很奇特，光在折射率低的地方进行了传输）

总结

1.SOI脊型波导

首先脊型波导与直波导的区别在于ridge wg不把silicon全刻到底，如下图留出来35nm的距离，这个留出来的slab可以把电子空穴对有个输运的作用。

ridge wg相对于strip wg而言，side wall比较小，损耗会降低，应用可以做PN junction做调制器，电信号控制光信号，但是尺寸会比strip wg大.

低损耗浅刻蚀SOI脊型波导的插入损耗，传播损耗，弯曲损耗：

这个结构可以用来做波导损耗测试，delayline，by the way光纤的偏转，弯曲都会改变传输光的相位。

2.taper登场

strip wg 和ridge wg各有优点，前者的弯曲半径可以做到比较小，后者的损耗可以做到更小，所以可以在应用的过程中将他俩联合起来用，这时就需要taper，优化taper结构使两个wg连接损耗降低，比如优化两条边的形状，下图是线性的，可以试试二次曲线的形状。

taper还可以用作crossing，光开关，如下图的crossing，要把crossing的损耗降到最低，因为有的光开关需要上百个这样的crossing，目前可以做到98%左右的传输效率，要不断降低crossing的传输损耗

3.硅nano-slot波导（很奇特，光在折射率低的地方进行了传输）

by the way，光子晶体的应用中光子晶体光纤最成功，它没有非线性的色散，可以传输高功率。

然后slot wg应用有：modulator（将具有电光特性的聚合物填充到slot里，材料和光场overlap高，则调制效率高）以及optical switch，非线性增强，传感，提升耦合效率，色散调控、控制偏振方向等；

总结

SOI nano wg包括：

SOI strip nanowires；

SOI ridge nanowires；

SOI nano-slot waveguides；这些波导形式都可以尝试用taper连接得到更好的特性。

研究的关键特性有：偏振特性，单模条件，损耗（传输损耗，弯曲损耗，散射损耗，耦合损耗，插入损耗），这些都可以从模场分布的方向出发。

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