InP基16通道200 GHz 阵列波导光栅的优化设计与高性能实现

"InP基16通道200 GHz 阵列波导光栅的设计和制备" 本文详细介绍了在单片光子集成回路中应用的一种InP（磷化铟）基底的16通道、200 GHz通道间隔的阵列波导光栅（AWG）器件的设计与制备过程。这种器件对于高密度光电子集成至关重要，因为其具有紧凑的尺寸和优秀的性能。阵列波导光栅是一种基于光波导结构的光复用/解复用器，常用于波分复用系统中，能够有效地分离不同波长的光信号。 设计时采用了偏振无关的深脊型波导结构，这一设计可以减少器件尺寸，提高整体集成度，同时确保对不同偏振态的光信号具有相同的响应，增加了器件的适用性。器件的制造过程中，利用了金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术来生长InP材料，然后通过精密的光刻工艺定义波导图案，最后采用感应耦合反应离子束（ICP）刻蚀技术将设计转化为实际的物理结构，成功制备出芯片样品。 测试结果显示，该阵列波导光栅器件表现出良好的性能，插入损耗约为-10 dB，这意味着在信号通过器件时，能量损失相对较小，保持了较高的信号强度。而相邻通道间的串扰低于-15 dB，这表明不同波长的光信号在传输过程中有良好的隔离，降低了相互干扰的可能性，有利于保持系统的稳定性。 该研究为InP基单片光子集成回路提供了重要的组件，其设计和制造方法为高性能、小型化的光子集成电路的发展奠定了基础。这一技术对于未来的高速光通信网络、数据中心以及量子计算等领域的应用具有重大意义。同时，该工作也展示了在集成光子学领域中，如何通过优化材料和工艺技术来实现更高效、更紧凑的光子器件。