硅基二氧化硅厚膜材料的快速生长

采用火焰水解法在Si片上快速淀积SiO2 厚膜材料 ,材料膜厚达到 4 0 μm以上 ,生长速率达8μm/min .然后将该材料分别在真空中 /空气气氛中高温致密化处理 ,获得了各种形态的二氧化硅厚膜材料 ,包括平整度好、光滑透明的玻璃态SiO2 厚膜材料 .并利用XRD、电子显微镜等仪器对SiO2膜的表面和膜厚进行了测试分析 .

火焰水解法制作SiO_2平面波导材料

采用火焰水解法在Si基上淀积SiO2 /GeO2 :SiO2 预制材料 ,然后在真空中 /空气气氛中高温处理 ( 1380℃ )后 ,制得玻璃化的SiO2 /GeO2 :SiO2 膜材料。该材料膜厚适中 ( 10～ 30μm)、平整度好、光滑透明和适合制作单模、多模列阵平面波导光栅。利用XRD ,SEM和台阶仪等仪器对SiO2

二氧化硅厚膜材料的快速生长及其致密化处理

采用火焰水解法 ( FHD)在 Si片上快速淀积出 Si O2 厚膜材料 ,材料膜厚 40 μm以上 ,生长速率 8μm/ min.将该材料分别在真空中和空气中高温致密化处理 ,获得各种形态的二氧化硅厚膜材料 .利用 XRD,SEM,电子显微镜等仪器对 Si O2

波导材料二氧化硅厚膜的快速生长

采用火焰水解法 (FHD)在Si片 (4 .5cm )上快速淀积疏松多孔的SiO2 厚膜材料 ,淀积速率达 8μm/min。然后将该材料分别在真空 /空气气氛中高温致密化处理 ,获得了各种形态的二氧化硅厚膜。其中包括平整度好、光滑透明的玻璃态SiO2 厚膜 ,该膜厚度达到 4 0 μm以上 ,完全适合制作平面光波导器件。最后 ,利用XRD、SEM、光学显微镜等仪器对SiO2 膜的表面和膜厚进行了测试分析 ,并讨论了影响致密化SiO2

紫外写入技术制备光波导器件研究

研究了采用PECVD方法生长的Si基SiO2波导材料的光敏特性.经过高压载氢处理,利用KrF准分子激光脉冲(工作波长为248nm)在波导材料中诱导出的折射率变化量达到0.005,相对值约增加0.34%.详细研究了紫外光诱导出的折射率变化沿样品深度方向的分布情况.最后,采用紫外写入法在PECVD方法生长的Si基SiO2波导芯层中制备出了单模波导和Y分束器样品,并观测到了通光现象,实测结果与模拟结果一致.

紫外写入法制作阵列波导光栅

提出了一种可能代替传统的利用反应离子刻蚀法(RIE)来制作阵列波导光栅(AWG)的新方法———紫外写入法。对紫外写入法制作AWG的可行性和优缺点进行了分析,设计了AWG的基本参数,并对整个工艺流程进行了设计和优化。最后,报道了本实验组获得的紫外诱导折射率变化值以及用紫外写入法制作的条形波导阵列。

H_2S敏感薄膜材料的研究

报导了采用PECVD方法制备SnO_2敏感薄膜材料,并用浸渍法对薄膜修饰了金属氧化物CuO。实验发现该薄膜材料对H_2S气体具有很高的灵敏度和选择性,并且具有较快的响应、恢复速度。

H_2S气体传感器的进展

综述了Ｈ２Ｓ半导体气体传感器的制备及敏感机理。添加剂ＣｕＯ化合物可以明显提高对Ｈ２Ｓ气体的灵敏度与选择性，最后，介绍了一种似乎合理的敏感机制。

基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350～500nm)×220nm不等.测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB.通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃～60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm/℃.研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰.

紫外光直写杂化溶胶-凝胶SiO_2光波导器件

利用有机/无机杂化方法制备了光敏性溶胶-凝胶(sol-gel)SiO2材料,在硅基片上旋涂成膜.研究了薄膜折射率和厚度随紫外曝光时间、后烘温度及时间等外界工艺条件的变化关系.利用紫外光直写技术,制作出1×2,1×4多模干涉(MMI)型分束器,并且观测到了分光效果较好的近场输出图像.

TiO_2/V_2O_5双层薄膜的TMA气敏特性研究

报道了以TiCl4 和V2 O5为源 ,采用等离子增强化学气相沉积 (PECVD)和溶胶 -凝胶 (sol-gel)技术制备了TiO2 /V2 O5双层薄膜 ,将该薄膜沉积在带有金梳状电极的陶瓷管和硅片上 ,进行了X射线衍射(XRD)分析 ,并且测量其对三甲基胺 (TMA)的气敏特性。结果发现该双层薄膜对TMA具有高灵敏度、良好的选择特性和快速的响应恢复特性。

基于硅基二氧化硅阵列波导光栅宽带低串扰单纤三向器

采用硅基二氧化硅阵列波导光栅设计并制作了宽带低串扰单纤三向器.为使三个波长间隔相差较大的输出谱获得相同的带宽,在输出波导与罗兰圆交界采用了不同结构的多模干涉器.二维有限差分束传播法的模拟结果表明,理论上1310nm、1490nm和1550nm波长的3dB带宽分别达到23nm、23.5nm和25nm,插入损耗均为4dB,1310nm波长的串扰小于-40dB,1490nm与1550nm波长间串扰小于-40dB;采用宽带光源测试结果表明,1550nm波长的3dB带宽为23nm,采用三个独立窄带光源测试结果表明,三个波长的插入损耗均为7dB,1310nm波长的串扰小于-40dB,1490nm与1550nm波长间的串扰小于-39dB,测试与模拟结果基本一致.

二氧化硅平面光波导器件的研究进展

二氧化硅平面光波导(PLC)器件以其低损耗、高工艺容差,以及与CMOS工艺兼容和与单模光纤模场匹配良好等优点,在光通信、光互连和集成光学中得到了广泛的应用。文章综述了二氧化硅平面光波导器件及其应用的进展,重点针对分束器、阵列波导光栅、可调光衰减器及其集成器件的最新研究进行了介绍,对未来发展趋势进行了展望。

特种非对称低损耗1×5光分路器

设计和优化了一种新型低损耗、低偏振的基于二氧化硅的特种非对称1×5光分路器.在设计Y分支结构时,输入端采用缓变展宽波导结构和直波导过渡波导相结合的结构,此结构可以使输入光场缓慢展宽,进行分束前的准备,大大减小分支结构的辐射损耗和模式转换损耗.非对称1×5光分路器第一个端口输出功率占50%,第二至五端口输出功率占50%.利用三维光束传播法模拟和优化了特种非对称1×5光分路器,模拟结果表明,该结构具有均匀性好、器件尺寸小、低损耗和低偏振等优点,1×5光分路器在1 250～1 650nm波长范围内,第一个输出端口附加损耗小于0.07dB,均匀性小于0.023dB,偏振相关损耗小于0.009dB,第二到五端口附加损耗小于0.45dB,均匀性小于0.41dB,偏振相关损耗小于0.06dB.

有机/无机杂化SiO_2/Si光波导薄膜的制备及表征

采用有机/无机杂化溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了SiO2光波导薄膜材料。采用甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MAPTMS)作为反应先躯体,四丙氧基锆(ZPO)作为调节折射率的材料,正丙醇(n-propyl alcohol)为溶剂,利用旋涂方法在Si基片上成膜,采取低温长时间、高温短时间的热处理方式,制备出无龟裂薄膜。分别采用棱镜耦合仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同溶剂量和不同ZPO量情况下,薄膜的折射率、厚度以及表面形貌变化情况。研究结果表明:通过调节正丙醇的用量,可以实现薄膜厚度可控;通过调节ZPO的用量,可以实现薄膜折射率可控;薄膜的表面平整度非常好,在5μm×5μm的扫描范围内,表面粗糙度小于0.430 nm,表面起伏度小于0.656 nm。

掩埋式多模干涉型分束器的反射性能

通过束传播方法(BPM)模拟了SiO2基掩埋式波导结构多模干涉(MMI)型分束器的反射性能,模拟结果表明,MMI工作在分束模式时存在最优的多模干涉长度实现最大输出和最小反射,而在合束模式下实现最大输出时反射也达到最大,这是由自映象原理决定的。SiO2基掩埋式波导结构MMI分束器对反射具有良好的抑制作用,其最大反射功率为-60dB。分析表明,多模干涉区末端的界面反射率决定了器件的反射强弱,SiO2基掩埋式波导的界面反射率非常低,这是其低反射的原因。

Triplexers Based on SOI Flattop AWGs

Triplexers are designed based on SOl flattop arrayed waveguide gratings （AWGs）. Three wavelengths （1310, 1490,and 1550nm） operate at three diffraction orders of AWGs. Simulation shows that the 3dB bandwidth,crosstalk, and loss are 6nm,less than -40dB, and 5dB, respectively. The output optical fields of the device fabricated in our laboratory are clear and show a good triplexing function.

火焰水解淀积Si02膜的退火研究

本文采用火焰水解法在Si衬底上淀积了用于光波导下包层材料的SiO2膜，然后将其放入高温炉在空气中进行不同温度的退火处理。我们利用原子力量微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS），X射线衍射仪（XRD）及可变入射角椭圆偏振仪（VASE）对SiO2膜进行了测试分析。当退火温度达到1400℃时，SiO2膜致密均匀，适合用作波导的下包层。

火焰水解法制备Si02—Ge02平面波导材料

本文采用火焰水解法（FHD）在单晶Si片上快速淀积SiO2/SiO2-GcO2厚膜，再经过高温玻璃化处理，获得了玻璃态的平面波导材料。下包层SiO2膜的厚度约为40μm，波长1550nm处的折射率为1.4462，芯层SiO2-GeO2膜的厚度为5μm，折射率为1.4631。分别采用XRD、XPS、SEM和椭偏仪等对波导材料表面特性和折射率等进行了测试分析。

光敏性杂化SiO2波导薄膜的制备、表征及应用

利用有机/无机杂化方法制备了光敏性溶胶-凝胶（sol-gel）SiO2材料，在预生长了18μm厚的SiO2上包层的硅基片上旋涂成膜。经前烘、紫外曝光、后烘的薄膜在5μm×5μm的扫描范围内的表面粗糙度只有0．266nm，表面起伏度只有0．336nm。利用紫外光直写技术，制作出条形波导器件。SEM照片表明波导端面形状较好，侧壁陡直。对1×4多模干涉型分束器进行初步的通光测试，观察到分光效果较好的近场输出图像。