电子束辅助电化学制备光波导及特性研究

论文摘要

集成光路具有体积小、集成度高、性能稳定等优势,相较于集成电路有更好的信息传输和处理能力,发展前景广阔。光波导作为集成光路最基本的元件,其制备方法的研究仍具有极大价值。本文在研究中,采用时域有限差分法FDTD(Finite Difference Time Domain)软件模拟了线型磷化铟(InP)基波导的导波模式,模拟结果为单模输出。采用电子束光刻技术在InP衬底上制备图形作为电化学刻蚀多孔波导结构的掩模。采用控制变量法分别研究了电化学刻蚀过程中电流密度、掩模图形和刻蚀时间对形成多孔结构的影响。实验结果表明:电流密度可以影响多孔结构表面形成的孔隙的大小和刻蚀深度;掩模图形可以诱导多孔结构的分布;刻蚀时间可以控制刻蚀的深度。对电化学刻蚀得到的多孔结构进行反射率测试,结果表明:多孔结构InP在入射波长大于900 nm时反射率明显升高;多孔结构InP具有良好的反射特性;多孔结构InP的反射率在一定范围内随平均孔隙增大而增大。搭建端面耦合测试系统,对电化学刻蚀形成的多孔波导结构进行测试,结果表明:多孔结构导波模式均为单模。对电化学刻蚀形成的长度为500μm的多孔波导结构分别进行插入损耗测试,损耗均小于10dB。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 波导制备技术发展现状
•   1.3 研究目的及意义
•   1.4 研究内容及安排
• 第2章 光波导数值理论方法
•   2.1 时域有限差分法
•   2.2 光波导传输模式模拟
•   2.3 本章小结
• 第3章 电子束光刻辅助电化学制备波导结构
•   3.1 电子束光刻制备掩模
•     3.1.1 电子束光刻原理
•     3.1.2 实验仪器设备及材料
•     3.1.3 掩模制备过程
•     3.1.4 掩模形貌表征及分析
•   3.2 电化学诱导刻蚀InP制备波导结构
•     3.2.1 电化学刻蚀InP基本原理
•     3.2.2 实验仪器设备及材料
•     3.2.3 电化学刻蚀过程
•     3.2.4 多孔波导结构形貌表征及分析
•   3.3 本章小结
• 第4章 光波导结构及特性分析
•   4.1 多孔波导结构反射特性分析
•   4.2 多孔波导结构导波模式分析
•   4.3 多孔波导结构插入损耗测量
•   4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 董明雪

导师: 王勇,翁占坤

关键词: 电子束光刻,电化学刻蚀,光波导,特性分析

来源: 长春理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 长春理工大学

基金: 欧盟地平线计划EU H2020-中国国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项(Fab Surf WAR Nos.2016YFE0112100 and 644971)

分类号: TN252

总页数: 52

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