优化硅纳米槽微环谐振器：温度稳定性提升研究

"本文研究了硅纳米槽微环谐振器的温度特性，通过理论模拟分析了在SOI（Silicon on Insulator）平台上，槽波导微环谐振器覆盖SiO2层后的温度稳定性。文章对比了槽微环与纳米线微环，以及不同结构的槽微环谐振器在温度变化时的性能。研究表明，在室温下，5微米半径的槽微环谐振器在1.55微米波长处的谐振波长对温度的敏感度为0.049纳米/摄氏度，相比之下，纳米线微环的相应变化为0.092纳米/摄氏度，约为槽微环的1.88倍。此外，调整槽微环的槽宽和两侧Si条的宽度可以优化其温度特性，增加槽宽或减小Si条宽度能进一步减小谐振波长随温度的变化。通过使用具有负温度系数的聚合物材料WIR30-490并优化槽波导结构参数，可以将温度对谐振波长的影响降低到0.0023纳米/摄氏度。" 文章深入探讨了集成光学中的关键组件——硅纳米槽微环谐振器的温度稳定性。槽波导是一种创新的光波导结构，其在微环谐振器中的应用可以提高光信号处理的效率和性能。微环谐振器因其高Q值和紧凑的尺寸，被广泛用于光通信、光传感和光计算等领域。然而，由于光波长与温度的紧密关系，谐振器的性能会受到环境温度变化的影响。 研究指出，槽微环相较于纳米线微环具有更好的温度稳定性。当温度变化时，槽微环的谐振波长变化较小，这归因于其独特的结构设计。通过调整槽微环的几何参数，如槽宽和Si条宽度，可以进一步增强这种稳定性。这种调整提供了设计微环谐振器的新策略，以适应温度波动较大的环境。 此外，研究人员引入了一种具有负温度系数的聚合物材料WIR30-490，这种材料能够抵消温度变化对谐振波长的影响。通过结合材料特性和结构优化，他们成功地将谐振波长对温度的敏感度降低到极低的水平，这对于实现高性能、温度稳定的光学设备至关重要。 这项研究为硅基集成光学提供了一种新的方法来改善槽波导微环谐振器的温度特性，这对于开发更可靠、高性能的光子集成电路有着重要的实际意义。通过优化设计和新材料的应用，未来可能会实现对温度变化具有更强鲁棒性的光子器件，进一步推动光电子技术的发展。