1×4SOI光功率分配器的研制

,这可以减小SOI光波导器件的尺寸。由于SOl材料具备以上的优良特性,使得过去的几年里,基于SOl的集成光器件的研制得到大力的开展。而随着对S01材料研究的深入,许多SOl材料制备技术迅速地发展起来了,现在已经商品化的SOl产品的技术主要有隔离氧离子注入(SeparationbyImplamedOxygen,SIMOX.S01)Ilo】、硅键合背面腐蚀(BondingandEtchingBack,BE.S01)和区熔再结晶(ZMR-SOI)【¨1等,本文6都是采用BE--S01作为制作功率分配器的材料。2.2S01波导单模条件",-图2.1SOl脊型光波导截面示意图集成光学中,设计脊形波导时首先要考虑脊形波导的单模条件。脊形波导结构如图2.1所示,图中w为脊宽;H为波导厚度,也可称为内脊高;h为外脊高;nO、栉,、r/2分别为空气、Si波导层和Si02衬底层的折射率,其中/10=1.0,m=3.5,坳=1.5。由于在波导加工中不容易控制脊宽w和外脊高h的精度,因此要求以比较精确的单模条件为基础来设计工艺参数,尽可能地放宽加工容差。综合各种文献,目前主要存在四种脊形波导单模条件:1.根据有效折射率方法(EIM)得到的脊形波导的单模条件如下f12】:f<,,√F万(2.1)其中,w、日和h分别为脊形波导的脊宽、内脊高和外脊高,r。%矿御匆r=矗∥日参懈邮啪吼%~+赢专对TE槐‰_l漓聊骶一-(等2,Ji}=等,ne厅,,以分别是波导覆盖层、芯层、衬底的折射率,五是自由空间波长。从推导过程可以看出,所得到的单模条件只有在低阶模远离截至时才是成立的,也就是说上式只有在大截面的脊形波导中才是成立的。A.C.Rickman等人所作的大量实验结果已经证明,采用有效折射率方法模拟的结果与实验结果符合的很好。2.1LA.SorettBl等人在考虑大截面脊形波导条件下,采用模式匹配方法,得出7