湿法腐蚀制备的SOI光波导

用化学湿法腐蚀的方法制作了SOI光波导,并且用三维波束传播方法分析和设计了单模波导和1×2 3dB多模干涉分束器,修正了有效折射率和导模传输方法的误差.制作的器件具有低传输损耗(-1.37dB/cm)、低附加损耗(-2.2dB)、良好的均衡性(0.3dB)等优良性能.     

蓝光LED的新进展和GaN蓝光激光二极管的诞生

本文综述了蓝光ＬＥＤ和激光二极管的新进展。氮化镓材料系作为未来短波半导体光源的优质日益明显，以ＧａＮ为基的超高亮度的蓝，绿光ＬＥＤ获得重大进展，以ＧａＮ为基的蓝光激光二极管也已诞生。本文着重了介绍了ＧａＮ蓝光器件衬底的种类和制备方法，对量子阱ＬＥＤ和新诞生的多量子阱ＩｎＧａＮ蓝光激光二极管的结构及特性也进行了重点介绍。     

用于共振腔光电探测器的Si基Bragg反射器

Si基共振腔型光电探测器的关键工艺是隐埋Bragg反射器镜面的制备.用PECVD方法在Si衬底上制备了SiOxNy/Si Bragg反射器,研究了Bragg反射器的反射谱和退火行为.     

硅基微纳光子器件制备工艺问题及解决方案

讨论了硅基微纳光子器件制备过程中涉及的几个关键工艺问题,包括:电子束/光学光刻的电子束/光学邻近效应;纳米线光波导ICP-RIE刻蚀的侧壁粗糙问题;光栅及MOS绝缘栅氧化硅填充致密度问题.这些问题可影响器件的结构均匀性、波导传输损耗、光栅的散射损耗以及MOS绝缘栅的绝缘性能.在分析实验结果的基础上,提出了一些解决方案.     

SOI光波导和集成波导光开关矩阵

报道了基于SOI(silicon-on-insulator)材料的光波导和集成波导光开关矩阵的最新研究进展.给出了截面为梯形的脊波导的单模条件,设计制备了MMI(multimode interference)集成耦合器和基于Mach-Zehnder光波导干涉仪的热光型2×2光开关,开关转换速度达到了5～8μs,驱动功耗仅为140mW,是当前国际上同类型光开关中转换速度最快的.在此基础上制备成功了4×4波导光开关矩阵,并实现了光信号在不同信道间的转换.     

Si基外延Ge薄膜中残余应变的检测与分析

研究了Si衬底上外延Ge薄膜中的应变。在超高真空化学气相沉积系统中生长Ge薄膜,采用高精度X射线衍射(XRD)和拉曼散射光谱检测薄膜的组份和应变。结果表明,外延薄膜的组份为纯Ge,没有Si的扩散;Ge薄膜中存在少量应变。Ge薄膜XRD峰位和拉曼散射峰位的偏移是由残余应变引起的。定量计算了热膨胀失配引入的张应变和晶格失配引入的压应变与Ge薄膜生长参数的关系,张应变随着生长温度的升高而近似线性增加,压应变随着生长厚度的增加按反比例减小,Ge薄膜最终应变状态由两者共同决定。理论计算值与实验结果吻合良好。     

SOI热光开关电学模型设计和应用

从控制和驱动电路设计者的角度，设计了Mach-Zehnder干涉仪型SOI热光开关的电学模型，对模型的电学特性进行的模拟及实验电路验证表明所设计的模型可以用来在电学实验中取代SOI热光开关，最后讨论了电学模型的应用。     

微腔调制常温Ge量子点光致发光特性

报道了微腔对Ge量子点常温光致发光的调制特性. 生长在SOI硅片上的Ge量子点的常温光致发光呈多峰分布，随波长增加，峰与峰之间的间隔增加. 这种多峰结构与SOI硅片所形成的微腔有关，只有满足特定波长的光致发光才能透出腔体并被探测器搜集. 模拟结果与实验结果吻合得很好，变功率实验也进一步证实了该结论.     

一种新型2×2 SOI热光开关

设计并制作了一种新型的SOI 2×2马赫-曾德(MZ)热光开关.这种光开关采用了深刻蚀结构的配对多模干涉耦合器,同时,为了保证单模传输和调制,在连接波导和调制臂区域采用了浅刻蚀结构.深刻蚀结构增强了多模干涉耦合器对光场的限制,有利于自映像质量的提高,从而减少了自映像损耗和不均衡度,同时也提高了制作容差.基于强限制配对干涉耦合器的新型热光开关,其插入损耗为-11.0 dB,其中包括光纤-波导耦合损耗-4.3 dB,上升和下降开关时间分别为3.5μs和8.8μs.     

紧缩型SOI多模干涉光开关的设计

提出了一种新的紧缩型SOI多模干涉(MMI)光开关。开关由单模输入输出波导和MMI耦合器组成。通过在多模波导区域引入调制区,利用Si的等离子色散效应(PDE)改变调制区的折射率来实现开关动作。用FD-BPM方法对开关的工作原理和性能进行了模拟与分析。结果表明,光开关良好的综合性能,而整个开关的长度只有7mm。