光控型全光开关研究-微电子学与固体电子学专业论文.docxVIP

摘 摘 要 当今社会信息的爆炸性增长必然促使光网络的向更高速、更大容量方向发 展。随着光纤通信技术的发展和密集波分复用(DWDM)系统的应用，全光交换已 经成为当f{仃光网络的发展趋势。全光交换的实现主要依赖于光开关和相关器件等 系统的发展。光开关是实现全关交换的关键器件。 目自U所使用的传统型MEMS光丌关、热光丌光、液晶光开光的开关速度都为 mS量级，基本上达不到光交换的要求，另外传统的电光丌光有着很高的偏振敏 感性，同样很难达到光交换的要求。而光控制光开关的开光速度可以达到ps量 级，并且对偏振的敏感性不高，通过对丌关结构的设计和优化，其性能指标也可 以达到实用要求，因此剥’光控型光开关的研究具有实际的理论意义和应用价值。 本文通过建立光生载流子影响半导体折射率变化的模型，来深入研究光控型 光开关工作的内在机理。浚理论模型分别针对稳态情况和瞬态情况做了相应探 讨。在与实验结果进行对照后，证明了该理论模型的正确性。 另外，本文还在附人的研究基础上，运用ijPM法对全光开关器件(Y分叉全 内反射令光丌关、x结全光开关等)进行了设计和改进，并达到了很好的模拟设 计结果。在器件制作过程中，本文采用了反刻法(--,ee微电子制作工艺)来制作 具体光波导器件。 最后，本文还建立了 套简便但却相对实用的测试系统。利用红外摄像机采 集器件的近场输出光斑，薛经过图像亮度采集及数据拟合分析，以此来测量消光 比等器件性能参数。该系统同时通过采用带尾纤的激光器大大简化了光注入的控 制操作。目前该测试系统已经具备器件通光及其他性能的测试和分析能力。 到目前为止，本文已制作出1×2非对称Y分叉全内反射全光开关。经初步 测试，反射端的消光比至少达到18dg以上，葭通端的消光比可以达到8dB。在 其他结构方面，耦合型结构及M—z型结构的初步测试结果也都已经出来了。 浙Ⅱ丈掌硕士掌位论，：__-_—_^●●———————————_————_—————————————_—————，————————●________-__—_-__——————————————————一 浙Ⅱ丈掌硕士掌位论，： __-_—_^●●———————————_————_—————————————_—————，————————●________-__—_-__——————————————————一 ABSTRACT With the explosive increase of infbrmation in modem society，the optical fiber transmission systems are required to have the properties of higher speed and higher capacity According to the development of optical communication technology and the application of DWDM system，all—optical switching has become a tendency of optical network development．To achieve the all—optical switching，it must depend on the development of optical switch and other related devices． The speed of traditional MEMS optical switch，heat optical switch，liquid crystal optical switch is several ms，which cannot catch up with the demand of optical switching．The electronic-optical switch is sensitive to polarization，so it is hard to sarisfy the demand of optical switching．But the speed of photon induced optical switch can be several ps，and it is independent to polarization．With the optimization of its structure．its performance can be applicable．So the study of photon induced optical switch has science research value and app