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SOI基光波导耦合器的设计和器件制作的开题报告

一、研究背景

随着信息技术的飞速发展，人们对信息的存储和传输要求越来越高，光波导耦合器作为光通信系统中的重要组成部分，其性能的优化和提高对于光通信系统的发展至关重要。SOI基光波导耦合器由于具有优异的光学性能和微纳加工工艺的成熟度，成为研究和开发的热点。

二、研究目的

SOI基光波导耦合器的设计和器件制作主要目的在于：

1.研究SOI基光波导耦合器的基础理论及设计原理，分析其光学特性和性能指标；

2.探究光波导耦合器制作工艺流程，实现器件的制作；

3.通过实验，对SOI基光波导耦合器进行仿真和性能测试，验证其性能参数。

三、研究内容

1.SOI基光波导耦合器的基础理论和性能指标探究

SOI基光波导耦合器常用的设计模型有GratingCouplers（光栅耦合器）、TaperedCouplers（锥形耦合器）等。本研究将以GratingCouplers为基础进行探究，并对其耦合效率和带宽等性能指标进行分析。

2.SOI基光波导耦合器制作工艺研究

本研究将先进行SOI芯片的切割和清洗处理，再采用电子束光刻技术将光栅的图案形状制作在SOI波导表面。最后，进行干法腐蚀和湿法腐蚀等工艺，实现SOI波导和光栅的制作。

3.器件性能测试和仿真分析

通过光学测试设备，对SOI基光波导耦合器的性能参数进行测试和比较分析，并进行仿真分析，验证其光学性能指标，探讨制约性能参数的因素，包括图案参数、材料参数等。

四、论文结构

本论文主要包括：绪论、理论分析和设计、器件制作、性能测试和仿真分析、结论和参考文献。其中，绪论部分主要介绍光波导耦合器的研究背景及研究意义，理论分析和设计部分分析SOI基光波导耦合器的理论基础和性能指标；器件制作部分讲述SOI基光波导耦合器的制作流程和技术要点；性能测试和仿真分析部分采用实验和仿真方式研究器件的性能参数；结论部分对研究结果进行总结，并对后续研究进行展望。