论文部分内容阅读
随着近年来光通信网络及光计算的飞速发展,数据通信需求量迅猛增加,人们对其中的关键器件——光接收器件的性能要求也越来越高。基于微纳结构的集成光接收器件具有性能优越、结构紧凑、制作工艺简单等优点,是通信光接收器件未来的发展方向。本论文深入研究了基于微纳结构的集成光接收器件及关键工艺,主要包括对具有亚波长光栅结构的光探测器、微环谐振腔结构的波导光探测器研究,完成了对扫描电子显微镜(SEM, Scanning Electron Microscope)改装电子束曝光系统的工作,并对电子束曝光系统及纳米加工工艺进行了研究。取得研究成果如下：1.对亚波长光栅进行了深入的研究,设计并成功制备出宽光谱、高反射率的基于InP材料条形亚波长光栅。该光栅在波长1460nm-1610nm范围内反射率的实验测量结果为67%-80%,为InP系材料器件所需高反率反射镜提供了很好的选择。2.设计并成功制备出基于SOI (Silicon On Insulator)材料宽光谱、高反射率的亚波长光栅,分别设计了条形和环形两种亚波长光栅结构,在波长1460nm-1610nm范围内, SOI条形亚波长光栅反射率实验测量结果为75%-94%；在波长1460nm-1610nm范围内,SOI环形亚波长光栅反射率实验测量结果为70%-80%。3.提出了一种金属亚波长光栅结构反射镜,它具有宽反射谱和高反射率。金属亚波长光栅为SiO2上面刻蚀Au条形光栅,仿真计算该结构光栅在1.1μm-2μm波长范围内反射率大于90%。4.成功制备了具有亚波长光栅结构光探测器。将SOI材料的亚波长光栅与PIN探测器通过BCB胶粘合实现,与普通PIN光探测器相比,探测器量子效率提高约20%,目前工作在通信波段相似结构光探测器未见报道。5.设计并成功制备出具有微环谐振腔结构的波导光探测器,实验测试结果显示该结构探测器光谱响应好,在1560nm波长处0.2V偏压下探测器对功率响应度大于0.2mA/W,且其光谱响应信号具有明显谐振效应。6.成功完成对扫描电子显微镜改装电子束曝光系统的工作,并对电子束曝光系统原理和工艺进行了研究。利用该电子束曝光系统进行了微结构图形曝光,曝光图形最小线宽80nm,该设备可以很好的应用于微纳图形曝光等领域。