非晶硅熱光可調(diào)諧薄膜濾波器的研究.pdf

1、可調(diào)諧光濾波器是新一代光網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)路由技術(shù)的關(guān)鍵器件之一,可應(yīng)用于波長(zhǎng)路由控制及配置、解復(fù)用和光通道動(dòng)態(tài)選擇等。熱光可調(diào)諧薄膜濾波器具有設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)諧范圍廣等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),通過(guò)優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)可以得到較快的響應(yīng)速率,相關(guān)領(lǐng)域的研究近些年來(lái)受到廣泛的關(guān)注。本論文針對(duì)熱光可調(diào)諧光學(xué)薄膜濾波器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和非晶硅薄膜的PECVD制備工藝展開(kāi)研究。
　　 首先運(yùn)用史密斯方法和相位分析結(jié)果設(shè)計(jì)了三種F-P濾光片結(jié)構(gòu),得到了窄帶單通道、多

2、半波平項(xiàng)響應(yīng)和窄帶多通道三種光譜響應(yīng)特性。通過(guò)引入膜厚誤差,對(duì)靈敏度和容差曲線進(jìn)行了仿真,分別討論了三種膜系結(jié)構(gòu)的容差特性,對(duì)模擬得到的監(jiān)控曲線進(jìn)行了分析,制定了相應(yīng)的監(jiān)控策略。在熱光調(diào)諧性能的研究中,提出了熱調(diào)諧匹配條件,在膜層中同時(shí)引入材料的熱光系數(shù)和熱脹系數(shù),通過(guò)計(jì)算模擬分別討論了三種膜系結(jié)構(gòu)的熱光調(diào)諧性能。最后對(duì)窄帶單通道濾波器雙矩形電極和環(huán)形電極兩種電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熱場(chǎng)分布仿真,得到了兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 實(shí)驗(yàn)方面對(duì)

3、PECVD法制備非晶硅薄膜的成膜機(jī)理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,對(duì)薄膜樣品進(jìn)行了表面形貌的觀察和光學(xué)參數(shù)的測(cè)試,結(jié)合成膜機(jī)理對(duì)不同工藝參數(shù)下的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明非晶硅結(jié)構(gòu)在不同的工藝參數(shù)下具有很大的靈活性,成膜速率和折射率之間相互制約;影響非晶硅折射率及成膜質(zhì)量的主要因素是原子鍵能以及微型缺陷;而薄膜成鍵過(guò)程和缺陷的形成主要由氫氣的釋放過(guò)程、薄膜組分的擴(kuò)散機(jī)制、H原子的刻蝕作用和表面反應(yīng)基元數(shù)量、能量和成分決定;工藝參數(shù)中,射頻功率