基于硼锗共掺上包层的阵列波导光栅波分复用器件研制

【摘要】：随着光纤通信及其业务的发展,系统容量的要求日益提高。波分复用技术(WDM)可以很方便地提升已铺设光纤的容量,因而倍受重视。作为波分复用主干网的核心器件AWG,自从80年代末提出以来,各国研究人员对其的研究热情一直持续至今。AWG的性能影响着整个系统的性能,改善AWG性能则有利于网络系统性能的提高和成本的降低。综述WDM的主要技术及典型器件后发现要发展WDM技术,研发高性能、低成本的波分复用/解复用器件,硅基二氧化硅阵列波导光栅器件是非常好的选择。 因此本论文从硅基二氧化硅AWG出发,主要完成了以下几个方面的工作： 首先叙述了阵列波导光栅的基本原理与公式,然后介绍了AWG主要性能指标及其估算方法,和AWG器件的整体设计过程。 接着研究了硅基二氧化硅集成光波导器件的制作工艺,得到了比较合理的工艺条件,为成功实现基于平面光波导工艺的器件奠定基础。 然后针对现有平面光波导工艺制作的问题,提出一个全新的上包层硼锗共掺的制作工艺。不仅解决了现有工艺填充波导空隙困难的问题,而且具备增强光敏感性等潜在优势,具有制作简单、成本低等优点,有可能成为BPSG的替代工艺。 最后将上包层硼锗共掺的工艺应用于两个实际例子的制作,分别是cross-order型AWG-Triplexer和16通道的Polarization-Compensation AWG。先是对cross-order型AWG-Triplexer设计原理进行了详细介绍及进一步改进优化,并利用上包层硼锗共掺的工艺进行了制作并测量,实现小尺寸低损耗大带宽Triplexer,解决了传统难题。然后针对AWG的偏振敏感性,提出了一个新型的偏振补偿方法,也是通过上包层硼锗共掺的工艺完成了制作,测试结果验证了该项技术的可行性及上包层硼锗共掺的工艺本身低偏振特性。