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基于新型聚合物材料的微环谐振器的基础研究的开题报告一、研究背景微振器作为微纳电子领域的一种重要器件，广泛应用于传感、通信、生物医学等领域。
其中微环谐振器作为一种具有高灵敏度、高Q值的微振器，被广泛关注。
传统的微环谐振器主要采用硅、氧化物等材料制备，但在高温、生物环境下存在限制。
随着新型聚合物材料的发展和应用，基于新型聚合物材料的微环谐振器在高温、生物环境等方面具有更广泛的应用前景。
因此，基于新型聚合物材料的微环谐振器的研究具有重要的意义。
二、研究内容本研究旨在利用新型聚合物材料，研究并设计出一种基于新型聚合物材料的微环谐振器。
具体研究内容包括：1.新型聚合物材料的选择及表征：筛选适合微环谐振器制备的新型聚合物材料，并对其进行组织结构、热性能等方面的表征。
2.微环谐振器的理论设计：根据新型聚合物材料的物理性质和谐振器的工作原理，进行微环谐振器的理论设计，包括尺寸、工作频率、Q值等参数的确定。
3.微环谐振器的制备和表征：利用微纳加工技术制备微环谐振器，进行物理性能测试，包括谐振频率、Q值、温度依赖性等。
4.微环谐振器的应用研究：将制备好的微环谐振器应用于传感、生物医学等领域进行实验研究，探索其应用前景。
三、研究方法1.聚合物材料的选择：通过文献调研和实验比较，筛选适合微环谐振器制备的新型聚合物材料，在表征方面利用扫描电子显微镜、荧光光谱、动态热重分析等技术进行表征。
2.微环谐振器的理论设计：通过有限元模拟等方法，确定微环谐振器的尺寸、工作频率、Q值等参数，进行优化设计。
3.微环谐振器的制备和表征：采用微纳加工技术（如电子束曝光、离子束刻蚀等）制备微环谐振器，并利用微操作台进行物理性能测试，包括谐振频率、Q值、温度依赖性等。
4.微环谐振器的应用研究：将制备好的微环谐振器应用于传感、生物医学等领域，利用实验室设备（如电子式天平、显微镜等）进行实验测试和分析。
四、研究意义基于新型聚合物材料的微环谐振器将具有更广泛的应用前景，比如在高温、生物环境下的应用、生物分子检测等领域。
太赫兹硅基微环谐振器的设计与分析潘武;周亚婷;邓珊;程彩玲【摘要】The silicon-based ultra-compact microring resonator in the terahertz communication window was de-signed.According to the transfer matrix method and the coupled mode theory,the transfer function of the microring re-sonator was calculated,and the critical coupling conditions of microring resonator were obtained by analyzing the waveguide coupling coefficients.3D finite-difference time-domain method is used to analyze the performance parame-ters of microring resonator,and the obtained results were compared with that of the cascade dual microring resona-tor.The results show that a free spectral rang of the microring resonator is 27 GHz and an insertion loss is 0.3 dB.And the spectral shape factors of two kinds of microring resonators are 0.1 6 and 0.52 respectively.That means cascade du-al microring resonator result in flatter top resonance and higher roll-off vertical degree.%设计了一个工作频率在太赫兹大气传输第一窗口的硅基波导型微环谐振器。
硅基微环/微盘谐振腔及其光子器件的研究的开题报告一、研究背景近年来，随着通信技术的发展和普及，高速、大容量、低功耗的光通信成为了人们关注的热点问题。
在光通信中，微环/微盘谐振腔是一种重要的器件结构，可以用于实现滤波、调制、调制解调等功能。
而硅基微环/微盘谐振腔由于具有尺寸小、制造工艺成熟、集成度高、性能稳定等优点，已经成为了目前研究的热点之一。
二、研究目的本文旨在通过对硅基微环/微盘谐振腔的研究和探究，了解其基本原理、设计方法和制备工艺，探究其在光通信领域中的应用，并且希望能够在制备技术、尺寸调控、品质因子等方面做出一些探索和改进，提高硅基微环/微盘谐振腔的性能。
三、研究内容1. 硅基微环/微盘谐振腔的基本原理和设计方法对硅基微环/微盘谐振腔的基本原理和设计方法进行研究，了解其工作原理、谐振条件、谐振频率等基本特性。
通过对硅基微环/微盘谐振腔的设计进行分析，探究其在光子器件中的应用。
2. 制备技术和性能调控研究硅基微环/微盘谐振腔的制备工艺，包括光刻、腐蚀、沉积等工艺流程，并且通过对工艺参数的调节和优化，提高硅基微环/微盘谐振腔的品质因子和性能。
3. 光学性质和应用研究对硅基微环/微盘谐振腔的光学性质进行研究，包括波导耦合、谐振峰宽、自由光谱范围等特性。
探究硅基微环/微盘谐振腔在光通信领域中的应用，包括滤波、调制、调制解调等方面的应用。
四、研究意义硅基微环/微盘谐振腔具有尺寸小、制造工艺成熟、集成度高、性能稳定等优点，在光通信中具有重要的应用价值。
本文研究的硅基微环/微盘谐振腔，将有助于完善其在光通信中的应用，为光通信技术的发展做出贡献。
同时，本文的研究内容还将对微纳光学器件的研究与制备提供一定的参考意义。
新型微环谐振器及其传感特性研究新型微环谐振器及其传感特性研究近年来，微纳技术的快速发展带来了许多新型器件和材料的涌现，其中微环谐振器作为一种高灵敏度、高选择性的传感器，在光电子学、生物医学和环境监测等领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍一种新型微环谐振器的结构设计和传感特性研究。
首先，我们简要介绍一下微环谐振器的基本原理。
微环谐振器是一种由环形光波导构成的谐振腔结构，通过调节环形光波导的尺寸和折射率来实现不同波长的谐振模式。
当外界环境发生变化时，微环谐振器的谐振波长会发生改变，从而可以通过检测谐振波长的变化来实现对环境参数的敏感检测。
在传感方面，新型微环谐振器具有几个特点。
首先，采用高折射率材料制作的微环谐振器具有更高的光波导参量，可以实现更小的尺寸和更大的灵敏度。
其次，由于谐振模式是通过环形光波导的尺寸和折射率来调节的，因此可以实现多种不同波长的传感模式，并且可以通过控制传感模式的距离来实现多参数传感。
此外，由于微环谐振器的谐振波长与外界环境的折射率有关，可以通过改变环境折射率来实现对不同物质的检测。
为了研究新型微环谐振器的传感特性，我们设计并制备了一种基于硅光子学的微环谐振器。
该微环谐振器的尺寸为50μm × 50μm，采用硅基材料，工作波长为1550nm。
通过光刻和热氧化等工艺步骤，成功制备了微环谐振器的样品。
接下来，我们对微环谐振器的传感特性进行测试。
首先，通过将样品置于不同折射率溶液中，我们测量了谐振波长随溶液折射率的变化。
实验结果表明，谐振波长随溶液折射率呈现线性关系，且灵敏度约为100 nm/RIU (Refractive Index Unit)。
这表明新型微环谐振器具有较高的灵敏度和选择性。
接着，我们进行了多参数传感实验。
通过引入两个微环谐振器，分别浸泡在不同折射率溶液中，我们测量了两个谐振波长随溶液折射率的变化。
实验结果表明，两个微环谐振器的谐振波长变化具有较好的线性关系，可以实现多参数传感。
硅基微环谐振器（MRR）的传输特性研究及应用硅基微环谐振器（MRR）的传输特性研究及应用随着光通信技术的快速发展，光子集成电路成为当前研究的热点之一。
硅基微环谐振器（MRR）作为一种基于硅（Si）材料的微型光学器件，具有优异的传输特性和广泛的应用前景。
本文将详细介绍硅基微环谐振器的传输特性研究以及在通信领域的应用。
首先，我们将对硅基微环谐振器的基本结构和工作原理进行介绍。
硅基微环谐振器是一种基于光的干涉现象，利用闭合的光学波导形成一个环形结构，通过调节环的尺寸和材料的折射率来实现光的共振传输。
当输入光与谐振模式的频率匹配时，光将在环内发生多次的来回传输，从而产生增强的谐振现象。
硅基微环谐振器具有小尺寸、高Q值（品质因子）和调制能力强的特点，可以实现高效的光传输和光调制。
其次，对硅基微环谐振器的传输特性进行深入研究。
硅基微环谐振器的传输特性主要包括透射谱、谐振峰的功率传输特性以及Q值等。
透射谱是评估硅基微环谐振器性能的重要指标，它反映了谐振峰的传输效率和频率的分辨能力。
通过调整环的尺寸和材料的折射率，可以实现特定频率范围内的高透射谱，并提高传输效率。
谐振峰的功率传输特性表示在谐振频率附近传输光的损耗情况，对于实现低损耗的光传输至关重要。
Q值是评估硅基微环谐振器的品质因子，Q值越高表示光在环内循环的次数越多，传输效率越高。
因此，提高Q值是优化硅基微环谐振器传输特性的关键。
最后，我们将介绍硅基微环谐振器在光子集成领域的应用。
由于硅基微环谐振器具有小尺寸、易于集成和调制能力强的特点，它在光通信和传感器等领域有着广泛的应用。
在光通信领域，硅基微环谐振器可以用作滤波器、调制器、光开关等功能器件，实现高速、高效的光信号处理和传输。
在传感器领域，硅基微环谐振器可以通过监测谐振峰的频移和幅度变化来实现对环境参数（如温度、压力等）的敏感检测。
此外，在生物医学领域，硅基微环谐振器可以应用于生物分子的检测和分析，具有重要的实验研究和临床应用价值。
研究动态Research Trends研究或首次实现中红外激光调频据美国物理学家组织网报道，美国科学家首次在实验室实现了中红外线激光的频率调制，在波长为100GHz及以上的光谱范围内，移动式平台不需要使用光纤也能实现每秒传输1000亿字节数据。
新研究有望给通讯方式带来变革。
最新技术由斯蒂文斯理工学院超速激光光谱实验室主任、物理学和工程物理学副教授赖纳·马汀尼领导的研究团队完成，相关成果发表在最新一期《应用物理学快报》（Applied Physics Letters）杂志上，《自然-光子学》杂志也将重点推介该研究。
随着高速本地环路网络互联需求的不断增长，光纤网络布线难以及成本高的问题日益突出，无线激光通信（OWC）技术开始受到青睐。
OWC又称自由空间激光通信（FSO），该技术不用光纤作为传输媒介，而是一种在自由空间中用太赫兹(THz，1012Hz)光谱范围内的激光或光脉冲传送分组数据(数据包)的通信系统。
FSO能提供与光纤传输相近的速率，且比光纤线路成本低。
由于激光技术的进步、激光器件造价的降低，FSO成为当前热门的一种新通信技术。
但该技术也面临着一些挑战，比如光束的传输极易受大雾等天气环境的影响而改变光束的传输路径、降低数据通信的可靠性等。
而对激光束进行调制能让FSO技术更好地传输更多数据。
几年前，马汀尼团队实现了中红外线的幅度调制（AM），但调幅信号容易受灰尘和雾气的干扰。
现在，他们首次实现了中红外线的频率调制（FM）。
马汀尼说：“调幅（AM）传输的数据会受环境的影响，但是，影响调幅传输的环境并不会影响调频传输的数据，因此更加可靠。
新研究使通过调频传输数据成为可能。
”作为方兴未艾的FSO技术先驱，马汀尼团队希望其技术成果能更好地应用于日常生活中。
他们的一个关注重点是，将FSO系统同现有的光纤网络系统整合在一起，使地上和地下的高速激光通讯成为可能。
该研究团队也在着手研发一种相位控制检波器，以与他们最新制造的相位控制发射器结合在一起，相位控制发射器将制造出一个全新的相位控制系统，使研究人员能管理该系统的方方面面。
硅基槽型微环谐振器及其调谐特性研究洪建勋１＊，刘 莹１，陈 伟２（１．武汉理工大学信息工程学院，湖北武汉４３００７０；２．武汉理工大学自动化学院，湖北武汉４３００７０）摘要：仿真和实验研究了含槽型（ｓｌｏｔ）光波导的反馈波导型微环谐振器的特性，将槽型光波导集成到Ｓｉ基微环谐振器中，丰富Ｓｉ基光波导的功能，为新型光电子器件的实现提供途径。
通过锥形波导结构实现从传统波导到槽型波导的模式转换，减小传输损耗，采用时域有限差分法（ＦＤＴＤ）研究了光功率的分布和模式转换过程。
结果显示，光功率逐渐转移到锥形结构两侧的槽型波导中并最终形成槽型波导中的传输模式，通过优化锥形结构能实现较高的模式转换效率，可以达到９０％以上。
采用电子束刻写技术和等离子刻蚀技术制备了反馈波导型槽型微环谐振器。
实验显示，锥形波导能够实现模式的转换，光传输过程良好。
通过在槽型波导中填充电光聚合物来改变槽型光波导的折射率，测量结果显示，传输谱谐振峰发生了明显移动，移动幅度达到５．６ｎｍ，器件具备很好的可调谐性。
关键词：Ｓｉ基；槽型波导；传输谱；锥形；可调谐性中图分类号：ＴＮ２５６；ＴＮ２５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－００８６（２０１４）０９－１６６８－０５Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｌｏｔ ｍｉｃｒｏｒｉｎｇ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｔｕｎａｂｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓＨＯＮＧ Ｊｉａｎ－ｘｕｎ１，ＬＩＵ Ｙｉｎｇ１，ＣＨＥＮ Ｗｅｉ ２（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏ－ｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｌｏｔ ｍｉｃｒｏｒｉｎｇ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｓｌｏｔ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｉｎｔｏ ｍｉｃｒｏｒｉｎｇ ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｒｉｃｈ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｌｉｃｏｎｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ａｄｖａｎｃｅｄ ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｔｈｅ ｔａｐｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｆｒｏｍ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｔｏ ｓｌｏｔ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｔｒａｎｓ－ｍｉｓｓｉｏｎ ｌｏｓｓ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｄｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ（ＦＤＴＤ）ｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓｌｏｔｓ ａ－ｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｔａｐｅｒ ａｄｉａｂａｔｉｃａｌｌｙ，ａｎｄ ｆｏｒｍｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｔ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｆｉｎａｌｌｙ．Ａｎ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｍｏｄｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｓ ｈｉｇｈ ａｓ ９０％ｃａｎ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎ．Ａ ｓｌｏｔ ｍｉ－ｃｒｏｒｉｎｇ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｉｓ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｏｎ ＳＯＩ ｗａｆｅｒ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙａｎｄ ｐｌａｓｍａ ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｏｔ ｄｅｖｉｃｅ ａｒｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．Ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｔ ｉｓ ｃｈａｎｇｅｄ ｂｙ ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐ－ｔｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓｌｏｔ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｈｉｆｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅａｋｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｉｓ ａｓ ｌａｒｇｅ ａｓ５．６ｎｍ．Ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ａ ｇｏｏｄ ｔｕｎａｂｌｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎｔｏ ｔｕｎａｂｌｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｌｔｅｒ，ｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｏｒ ａｎｄ ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｉ；ｓｌｏｔ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ｔａｐｅｒ；ｔｕｎａｂｌｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ１ 引 言 传统光波导通常由两种具有不同折射率的材料组成，且芯层材料的折射率大于包层材料的折射率。
槽型（ｓｌｏｔ）光波导是一种新型的波导，通常由３层组成，各层的厚在几×１０到几×１０２ ｎｍ量光电子·激光第２５卷第９期 ２０１４年９月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ·Ｌａｓｅｒ Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．９Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１４＊ Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｘｈｏｎｇ＠ｗｈｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ收稿日期：２０１４－０５－２９ 修订日期：２０１４－０７－２２基金项目：教育部留学回国人员科研启动基金（２０１３－６９３）资助项目级，中间芯层的折射率低于两侧包层的折射率，这为在低折射率的材料中建立波导提供了途径，同时无需精确调整芯层和包层的折射率之差［１～３］。
Ｓｉ基槽型波导通常在ＳＯＩ基片上制备，并可与各种光耦合器、光干涉仪、光谐振器结构相结合，实现光调制器、光开关，光滤波器和光传感器等［４～６］。
与传统的Ｓｉ基波导［７］不同，通过在槽中填充电光聚合物材料，可以将电光聚合物集成到Ｓｉ基光电子芯片之中，丰富Ｓｉ基光电子芯片的功能。
将电光聚合物和Ｓｉ基波导工艺相结合，既可以发挥硅折射率大的特点，又可以发挥电光聚合物电光系数高的特点。
微环谐振器的结构灵活，容易集成，具有很好的波长调谐特性［８］，在光滤波器和调制器领域得到了很好的应用。
带反馈波导的微环谐振器的可调谐区长度较大、调谐性好［９］，作为调制器使用时还具有带宽大的特点。
本文将对Ｓｉ基槽型微环谐振器的可调谐特性进行研究。
２ Ｓｉ基槽型微环谐振器的结构 采用的Ｓｉ基槽型微环谐振器的结构如图１所示。
其由传统的单环谐振器和Ｕ型反馈波导组成。
反馈波导的直波导部分含有槽型波导，其它部分为常规Ｓｉ条形波导。
在ＳＯＩ基片上完成整个结构的制备之后，槽型波导中间的槽中为空气，两边为Ｓｉ条带，低折射的空气构成槽型波导的芯层，光在其中传导。
若在槽中填充某种低折射率的材料，则可以改变器件的传输特性。
本文将在槽中填充一种电光聚合物，测量微环谐振器的传输谱的变化，研究其可调谐特性。
Ｓｉ基槽型波导和常规Ｓｉ条形波导的连接处存在较大的连接损耗，为了减小连接损耗，在连接处采用锥形波导结构［１０，１１］，实现模场分布的缓慢转换。
图１ Ｓｉ基槽型微环谐振器的结构Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｉ－ｂａｓｅｄ ｓｌｏｔ ｍｉｃｒｏｒｉｎｇ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ３ 锥形波导对模式的转换效果分析 锥形波导结构可以实现场分布模式的转换，减小连接损耗。
采用时域有限差分法（ＦＤＴＤ）对转换前后的光功率分布进行计算，分析转换效果。
锥形波导结构如图２所示。
其中，锥形部分的长Ｌｔａｐｅｒ＝４μｍ，条形波导锥形两端的宽分别为２μｍ和１００ｎｍ，槽型波导的芯层宽为２５０ｎｍ，两侧Ｓｉ条带的宽均为２００ｎｍ。
在光从条形波导传播到槽型波导的过程中，光功率逐渐转移到锥形两侧的空隙槽中并被约束在其中，最终形成符合槽型波导传播的光功率分布模式。
图２ 锥形波导结构Ｆｉｇ．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｐｅｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ 取波导厚为３００ｎｍ，Ｓｉ的折射率为３．５，空气折射率为１．０，电光聚合物折射率为１．４２。
计算得到波导中的光功率的横向分布如图３所示。
其中，图３（ａ）是锥形的末端所在位置处的横向光功率分布，图３（ｂ）是槽型波导中的横向光功率分布，分别对应图２中Ａ和Ｂ标示的位置，Ｘ轴沿Ａ和Ｂ处所标虚线的方向。
可以看出，在位置Ａ处，光功率主要分布在两侧的缝隙中，条形波导中的光功率已经很少了。
这是因为，随着条形波导宽度变小，其不再支持可以传输的模式，光功率向两侧转移，同时由于两侧ｎｍ级Ｓｉ条带的存在，光功率不会自由扩散，而是被约束在两侧的缝隙中。
由图３（ｂ）可以看出，离开锥形波导，光在槽型波导中传播一段距离之后形成稳定的传输模式。
这便是槽型波导中的光功率分布模式［２］。
为了优化锥形波导的设计，计算了不同Ｌｔａｐｅｒ时的模式分布。
通过比较发现，当Ｌｔａｐｅｒ＝４μｍ时，能获得最佳的耦合效果，模式转换效率达到９０％，高于传统锥形波导８３．７％的模式转换效率［１１］。
这是因为，锥形两侧的光功率一直约束在槽型波导空隙中，难以逃逸，相比传统波导具有更高的效率。
Ｌｔａｐｅｒ不应太小和太大，当Ｌｔａｐｅｒ较小时，模式转换过于急剧，损耗变大，转换效率下降；当Ｌｔａｐｅｒ较大时，模式转换距离过大，累积的损耗导致总的损耗变大，转换效率下降。
·９６６１·第９期 洪建勋等：硅基槽型微环谐振器及其调谐特性研究 图３ 波导中的光功率分布：（ａ）锥形的末端；（ｂ）槽型中Ｆｉｇ．３ Ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ａｔ（ａ）ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｐｅｒ ａｎｄ（ｂ）ｏｎｅｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｔ４ 器件制备与传输谱测量 在ＳＯＩ基片上制备图１所示的光波导，取微环半径为２０μｍ，微环与直波导间距为０．４μｍ，条形波导的宽为２μｍ，Ｕ型臂半圆部分的半径为２２．４μｍ，直波导长为１００μｍ，其中槽型波导的长为２０μｍ，其它波导参数与图２所标示相同。
采用的ＳＯＩ基片的ＳｉＯ２埋入层厚为１μｍ，顶层Ｓｉ厚为３５０ｎｍ。
