论文部分内容阅读
随着人们对宽带通信容量不断增长的需求，传统的无线微波通信已经不能满足现代信息传输对带宽的要求。由于光的频率和带宽都比微波射频信号高很多，先进的微波射频系统都将光作为载波实现射频信号超宽带传输，微波光子信道化阵列作为一种微波光子滤波技术成为研究热点。 本文首先阐述了微波光子信道化阵列的工作原理，根据集成化微波光子信道化阵列的设计要求，并基于光波导理论、多光束干涉理论以及多层介质膜理论原理，设计了一种可应用于微波光子信道化阵列的金属氧化物高反膜波导F-P腔，然后根据所设计的金属氧化物高反膜波导F-P腔结构，采用掺锗SiO2和SiO2作为芯包层，研究了SiO2反应离子刻蚀工艺，克服了SiO2深刻蚀过程中出现的微掩膜等问题。成功制得高宽均为5.5μm的二氧化硅光波导，测得光波导损耗为-9.7dB。 本文还利用光波导的耦合模理论结合传输矩阵法，设计了一种基于波导光栅F-P腔的波导结构。设计出符合微波光子信道化阵列要求的光栅F-P腔的参数为:波导高和宽均为6μm，光栅周期0.533μm，光栅长度3.5mm，光栅高度为0.6μm，F-P腔腔长为1.505mm。然后，利用ZPU13-440作为上下包层材料，ZPU13-460为芯层材料，利用旋转涂覆、纳米压印、光刻、反应离子刻蚀、金属薄膜蒸镀，研磨抛光等工艺对波导光栅F-P腔进行了制备和测试，测得波导光栅F-P腔的光栅的中心波长约为1548.14nm，F-P腔的透射峰带宽约有38pm。本文最后根据最佳实验结果，设计了从信道中心波长1549.960nm到1550.016nm，带宽和相邻信道间隔均为8pm的8通道信道化器。