硅基混合集成激光器的实验研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luther2006
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单片集成度的日益提高,使得光互连技术在未来的集成光学发展中扮演的作用越来越大。在大数据、云计算等新技术层出不穷的时代,高速、大容量的信息传递需求带动了超高速器件的发展,硅基光电集成技术具有的低损耗、高带宽、低成本和成熟的CMOS工艺兼容性等优势,成为了主要的研究热点。在片上光互连技术和硅基光电子技术不断更新的背景下,利用有源发光介质与硅基波导器件相集成制备片上混合光源,对片上全光通信和片上光子器件互连集成有着十分重要的意义。本文基于SOI波导谐振腔结构,利用III-V族半导体放大器(SOA)与硅基波导谐振腔构成硅基激光器,开展了硅基混合集成激光器的实验研究。完成测试谐振腔反射谱和激光谱测试系统的搭建,用于对不同器件的反射率、带宽和输出功率进行测量,还搭建了低相干模式检测系统用于检测双环内部模式分布。本学位论文的主要内容如下:1.介绍了激光激射的工作原理,谐振腔内部模场分布,分析了微环谐振腔的滤波特性,从理论上构建了微环谐振腔的设计模型,为后续微环器件的制作与实验的提供了理论依据。2.实验测试和分析了几种硅基微环反射腔,实现了高反射率,低插入损耗的硅基反射腔镜,激光输出功率最高可达6.1mW,消光比在30dB以上。3.实验研究了双环反射腔镜的模式特性,实现了输出模式可选择的激光器,并通过低相干检测系统分析了双环结构的内部模场与波长分裂特性。4.进行了 SOA与硅基反射腔镜端面集成的初步实验研究,采用金属键合方式制作了硅基混合的有源芯片,通过对接耦合方式与无源波导的进行了光路对准,测得了四种微环谐振腔的滤波谱线,并对下一步的完善实验提出了改进方案。
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