槽型波导器件的场分布研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

为了在小型化集成芯片上实现高功率，低损耗，人们不断提出在集成光学中的一个衬底基片上组合起不同形状的一维（一个方向上限制光波）和二维（两个方向上限制光波）光波导结构。其中主要提出了应用各种二维光波导来制成波导型集成光学器件（集成光路）。

1969年，贝尔实验室的s.e.miller首次提出集成光学，标志着光学器件从传统的离散光学器件发展到目前的集成光学阶段。上世纪70年代初，研究人员通过对波导的制作材料和工艺的大量研究，半导体材料应用使平面光波导技术和平面制造技术成功结合。之后经过三十多年的研究开发，现在已有一些平面集成光波导器件达到了商业化。其中有半导体激光器利用脊波导结构实现单模激光发射，小尺寸y型分束器、定向耦合器等利用光子晶体波导实现弯折角度大、损耗小。

2003年，康奈尔大学的博士生v.r.almeida和博士后c.a.barrios在研究基于高约束硅光波导的金属氧化物半导体（mos）电光调制器时，发现其结构的特殊性。他们很快应用这种结构提出了一种新型波导——槽波导（slotwaveguide）。2004年，他们理论分析了槽波导的导光和限光能力，接着实验验证了在si/sio2材料体系中1.55μm波长的槽波导的特性。2005年，麻省理工学院的研究人员提出了基于相同波导结构的多槽波导来加强低折射率区的光场限制能力。这种水平多槽波导在2007年第一次得到实验证实。2006年，研究人员把槽波导结构应用到太赫兹频段。在太赫兹频段，槽波导分路器允许太赫兹波低损耗传输。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

1查找阅读学术论文，总结槽型波导的工作原理，以及其在波导器件中的应用。

2利用数学物理方法中的求解方法得到方程的解析解，深入学习rsoft软件，采用fullwave仿真，建立模型，分析计算器件中的场分布特征、场分布效率。

3. 研究计划与安排

1-3周：查阅相关文献资料，学习波导相关的知识，了解rsoft软件的内容及基本操作方式是，确定方案，完成开题报告。

4-9周：整理相关资料，设计方案，对波导的各种器件进行仿真，并对其进行测试，得到仿真结果。

10-13周：完成仿真工作，撰写论文初稿，并送导师审阅。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]洪建勋.si基槽型光波导的传输特性分析和传输损耗的测量[j].光电子：激光,2013(07)：1286-1290.

[2]程振杰,彭治林.基于soi的光波导和v形槽集成器件[j].光通信研究,2003(4):55-57.

[3]杨纪超,宋牟平.硅狭缝光波导的色散特性及其色散补偿应用的研究[j].光子学报,2010,39(3):417-422.