【摘 要】
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近年来,云计算、大数据等互联网产业飞速发展,随着全球5G通信网络的普及,人们对通信网络传输速率与容量的需求也越来越大。波分复用（WDM）技术可以使光纤的带宽得到充分的利用,并降低建设通信系统信息容量的成本。阵列波导光栅（AWG）作为WDM系统中关键的器件,具有损耗及串扰低、尺寸小的优势,并且易与有源器件在同一基片上进行集成。在实际应用中,AWG的一些性能也会对通信系统产生重要影响,本文针对其中较为
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近年来,云计算、大数据等互联网产业飞速发展,随着全球5G通信网络的普及,人们对通信网络传输速率与容量的需求也越来越大。波分复用（WDM）技术可以使光纤的带宽得到充分的利用,并降低建设通信系统信息容量的成本。阵列波导光栅（AWG）作为WDM系统中关键的器件,具有损耗及串扰低、尺寸小的优势,并且易与有源器件在同一基片上进行集成。在实际应用中,AWG的一些性能也会对通信系统产生重要影响,本文针对其中较为关键的光谱平坦性及偏振无关性展开研究。首先介绍了光互连及WDM的研究背景与现状,分析了光波导模式理论及数值模拟方法,对AWG的原理及性能指标进行了说明,并以SOI平台为例论述了AWG的设计流程与理论模型,为后续的器件设计打下了基础。基于超薄氮化硅8×200 GHz的AWG提出了一种光谱平坦化方法,在MMI的末端引入了楔形槽及楔形亚波长光栅（SWG）结构对其双峰场进行优化。相比于高斯型AWG,输入端引入楔形槽MMI的AWG中心通道响应1d B带宽由0.35 nm增加到0.795 nm。另外,利用SWG-MMI方案设计的平顶型AWG达到了0.74～0.81 nm的1 d B带宽,理论上相比于普通型MMI提高了约29%。对上述器件进行了制作与测试,结果显示楔形槽MMI与SWG-MMI的AWG分别具有0.61 nm及0.798 nm的1 d B带宽,串扰均低于-20 d B。针对SOI波导结构存在的巨大双折射,采用偏振分集的方法,将偏振分束旋转器（PSR）与双向9×9信道的AWG级联实现偏振无关的性能。理论上AWG的插入损耗约3.37d B,1d B带宽达到0.61nm,同时通道间的串扰基本小于-42 d B。制作并测试了偏振无关型SOI-AWG器件,结果表明TE与TM入射时的通道间隔与中心波长对准较好,二者的通道响应获得了很高的重合度。PSR器件在1550 nm附近达到了0.3 d B（TE）、0.48 d B（TM）的损耗及21.1 d B（TE）、22.6 d B（TM）的消光比。
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太阳能,取之不尽,用之不竭,是理想的清洁能源。发展新型高效的太阳能电池,是解决能源危机与环境污染问题的重要途径。硫化锑（Sb2S3）,带隙合适、吸光系数高、物理化学稳定性好、储量丰富,是制备新一代高效薄膜太阳能电池的理想材料,更是可以与硅电池匹配制备叠层电池的理想材料之一。然而目前Sb2S3薄膜太阳能电池的器件性能还有待提升。在本工作中,围绕Sb2S3真空法沉积工艺以及顶衬结构与底衬结构两种器件结
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