光子器件有限元法分析设计平台及硅基微纳光功分器的研究的开题报告.pdf

光子器件有限元法分析设计平台及硅基微纳光功分器的研

究的开题报告

开题报告

一、选题背景及意义

随着信息时代的迅猛发展，数据传输速度已成为网络化信息时代的难题。而光通

信技术，与其分析器件的设计是解决这一问题的关键。传统的硅器件是一种广泛应用

的光电材料，但其带限制因素较大，极大影响器件性能。近年来，硅基微纳光功分器

作为一种高可靠性和高稳定性的器件，以其高速率、低损耗、小尺寸等优势被广泛重

视。本课题将研究硅基微纳光功分器的工艺制作技术及有限元法分析设计平台的建立，

为微纳器件的研究提供技术支持。

二、国内外研究现状

硅基微纳光功分器是一种新兴的微纳器件，近年来国内外学者通过反向工程的方

法研究了其技术特点以及对其进行了仿真分析。发现光纤光功分器的光路布局、配合

间隙等结构参数对光功分器的性能有很大的影响。着重探究微纳尺寸下的硅基光功分

器设计理论与工艺制作技术，完成硅基微纳光功分器从理论到实际制作的全部工作。

三、研究目标

本课题首先建立光学问题的有限元法模型，对硅基微纳光功分器的性能进行高精

度优化设计。其次，通过软件仿真和实验制作结合的方法，进一步探究微纳尺寸下的

硅基光功分器设计理论与工艺制作技术，达到光硅光电子集成技术的应用。

四、研究内容

1.硅基微纳光功分器的设计原理及工艺制作方法，2.有限元法分析硅基微纳光功

分器的特性及其优化设计，3.利用软件仿真模拟硅基光功分器的性能，4.通过光学实验

验证其性能，5.制定光硅光电子集成技术方案

五、拟采用的研究方法

1.理论分析法

2.有限元分析法

3.仿真分析法

4.工艺制作技术

六、预期结果和成果

本研究将在建立硅基微纳光功分器的有限元法分析设计平台的基础上，进行理论

模拟、仿真分析及实验验证，对微纳尺寸下的硅基光功分器设计理论与工艺制作技术

进行探究。预期实现硅基微纳光功分器高速率、低损耗、小尺寸的同时提高其可靠性

和稳定性，为实现光硅光电子集成技术奠定基础。