基于半导体有源微环谐振器的光电集成技术

光电子集成作为未来全光网络发展的必然趋势，是实现高速光通信的重要解决方案。正如集成电路的发展历程一样，如何找到一种类似晶体管的基础集成单元，并实现光电集成的大多数功能是目前光电集成技术的一个最迫切、最基础的科学问题。近年来，由于半导体微环谐振器的功能多样性和可集成性，使其最有可能成为光电集成的基础单元，因而成为研究热点。针对光电集成中急待解决的基础问题，本申请拟在前期研究工作基础上，对InP基微环谐振器的集成技术开展研究。主要内容包括：1、微环谐振器作为基础集成单元的结构及特性研究，拟开展有源微环谐振器作为激光器和滤波器的的特性研究；2、拟利用多个微环谐振器集成实现组合光逻辑，研究多器件集成条件下，各单元器件间的相互作用及此种作用的抑制或利用。以期在光学隔离、波长锁定等方面取得技术突破。.本项目的研究有望在基础集成单元及多单元集成技术方面取得进展，为大规模光电集成回路的实现提供有益的思路。

光电子集成作为未来全光网络发展的必然趋势，是实现高速光通信的重要解决方案。正如集成电路的发展历程一样，如何找到一种类似晶体管的基础集成单元，并实现光电器件的单片集成是一个非常重要的科学问题。本项目主要围绕InP基有源微环谐振器展开研究，内容主要包括器件优化设计与特性分析、工艺制备及相关集成技术研究。主要研究成果为：设计优化了微环激光器的材料和器件结构；建立了微环谐振器的等效模型，分析了环形激光器的性能参数与器件结构参数的关系；实际制备出低阈值电流的InP/AlGaInAs环形激光器,并对激射光谱、光学双稳态等基本特性进行了分析，找出控制光学双稳态的实验方法；对谐振传输理论进行了分析，建立了谐振频率、反射及透射系数与器件结构的理论模型，获得了反射及透射系数的控制方法，对集成工艺技术进行了系统研究，基于优化的工艺参数制备出可实现全光与门、或门和异或逻辑门的光电集成芯片，分析了热电效应对集成芯片性能的影响。在国内外学术刊物及国际会议上发表论文8篇，其中SCI收录2篇，EI收录3篇，核心期刊3篇，一般期刊2篇，会议论文3篇，申请发明专利3项，申请并获授权的实用新型专利2项。