关键词:
相移光栅
波长选择
布拉格光栅
绝缘体上硅
摘要:
基于金属互连的电子集成芯片串扰、延迟、散热以及功耗等问题日益凸显,已经难以满足日益增长的数据处理需求。光电集成技术作为下一代互连技术,随着其不断发展,业界对光电器件尺寸和性能的要求越来越高。【目的】为了能够兼顾布拉格相移光栅的器件大小和损耗,实现结构紧凑的相移光栅器件,文章提出了一种基于绝缘体上硅(SOI)纳米线的布拉格相移光栅。【方法】文章所提布拉格相移光栅是通过光刻技术在硅纳米线上制作周期性凹槽,构造光栅结构,从而降低光信号的传输损耗。为了验证文章所提布拉格相移光栅的性能,在入射波长范围为1400~1600 nm条件下,采用有限元法和时域有限元法对该器件的传输模式与传输特性进行了分析研究。此外,为了能够获得最佳的布拉格相移光栅结构参数,引入Q因子作为布拉格相移光栅结构优化设计的目标参数。【结果】研究结果表明,文章所提布拉格相移光栅在波长范围为1400~1600 nm条件下,具有优异的波长选择性能,并且几乎没有传输损耗;Q因子最大值为159时,该布拉格相移光栅性能最佳,光栅周期N为60。【结论】文章所提基于SOI纳米线布拉格相移光栅能够兼容传统半导体制备工艺,与基于表面等离激元布拉格相移光栅相比,在制造成本和光信号传输损耗方面具有较大的优势,能够广泛应用于密集波分复用、生物传感和滤波等领域。