硅基波导谐振器的理论与实验研究的开题报告.docx

硅基波导谐振器的理论与实验研究的开题报告 一、研究背景 随着现代通信技术的快速发展，高速光通信和微波光子学这些领域已经成为了研究的热点。光电集成技术也成为了光通信技术中的一大趋势，而硅基光电集成技术作为光电集成技术中的一种重要的方向，已经成为了当前的研究热点。 硅基光电集成器件的优点主要包括成本低廉、体积小、功耗低、集成度高、与CMOS工艺兼容等。硅基光电集成波导光栅谐振器作为硅片上的一种光学器件，因其良好的光学性能、小型化、高速度等特点，被广泛应用于激光、波长多路复用器等光学和光通信领域。 因此，本文将从理论与实验两个方面入手，对硅基波导谐振器的性质和特点进行深入探讨，并尝试用实验手段验证理论的正确性。 二、研究内容 （一）理论部分 1. 根据硅基波导谐振器的原理和物理特点，对谐振器的工作原理、光学特性、传输特性等进行深入探讨。 2. 基于标量波动方程和模场扩展法，分析谐振器的模式场分布、传输损耗等。 3. 探究基于FDTD（有限差分时域法）的数值模拟技术在硅基波导谐振器领域中的应用，研究其在分析谐振器性能等方面的优缺点。 （二）实验部分 1. 设计和制作表面微结构的硅基波导谐振器模型，并利用SOI（硅上绝缘体）材料加工工艺进行制作，同时采用光刻、蒸发和离子刻蚀等技术。 2. 进行实验测量，对硅基波导谐振器的传输特性、透射谱、光谱等进行测试，同时对理论解析、数值仿真和实验结果之间的差异进行探讨。 三、研究意义 本文旨在从理论与实验两个方面，深入探究硅基波导谐振器的性质和特点。首先，对硅基谐振器的原理和物理特点进行系统分析，可以为后续的开发和应用提供更为全面的理论支持和指导。其次，通过实验手段验证理论的正确性，有助于进一步理解硅基波导谐振器的工作原理、优点和限制，并为制造高效、低损耗、高稳定性的器件提供参考。最后，本文的研究对于未来从事硅基波导谐振器方面的研究人员具有一定的借鉴意义。