SOI无间距定向耦合光开关模型分析及设计

提出了一种简便可行的ＳＯＩ无间距定向耦合光开关（ＢＯＡ型－Ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｑｕｅ Ａｃｔｉｖｅ）模型分析方法，采用等离子体色散效应这种光开关的电学调制机理；而用ｐｎ结大注入效应分析开拳电学性质；并根据大截面单模ＳＯＩ脊形波导理论和上棕分析，设计了利用双模干淑机制工作的这种器件的结构参数和电学参数。     

矩形截面多量子阱脊形波导模式特性

本文根据多量子阱双折射率的性质,运用有效折射率法分析了矩形截面多量子阱脊形波导E_mn^x模和模E_mn^y的模式特性。     

Ge_xSi_（1－x）／Si异质结无间距定向耦合光开关模型分析

提出一种简便可行的ＧｅｘＳｉ１－ｘ异质结无间距定向耦合光开关（ＢＯＡ型－ＢｉｆｕｒｃａｔｉｏｎＯｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｅ）模型分析方法。该方法采用等离子体包散效应分析了这种光开关的电学调制机理；采用异质结超注原理分析了开关的电学性质；并根据典单模脊形波导理论和上述分析，设计了利用双模干涉机制工作的Ｇｅ０．０５ＳＩ０．９５／Ｓｉ异质结ＢＯＡ型光开关的结构参数和电学参数。     

SOI大截面单模脊形X型分支波导的研制

报道了硅片直接键合（ＳＤＢ）ＳＯＩ大截面单模脊形互型分支波导的研制．对于波长为１．３μｍ的光，在θ＝２°小分支角时，这种分支波导的通道串音小于－２０ｄＢ，辐射损耗小于０．３ｄＢ．直通传输损耗小于０．８５ｄＢ／ｃｍ．     

大截面单模半导体脊形交叉波导传输特性

运用光束传播法和有效折射率法分析了大截面单模半导体脊形交叉波导结构的传输特性，对Ｙ形，Ｘ形和加宽Ｘ形结构进行了比较。结果表明，在小交叉角时，三种结构具有相似的传输特性；在大交叉角时，它们表现出较大的差异。而在Ｙ型结构中，不存在模式干涉。     

梯形截面硅脊形波导的模式特性及其等离子体色散效应

本文运用有效折射率法和WKB法对具有梯形状截面的硅脊形波导的模式特性作了分析,导出了TE模和TM模的模方程以及截止方程,并运用一阶微扰法对因波导顶部注入载流子而引起的模式调制的大小作了数值估计。其结果可为全硅光波导器件的研制提供指导。     

Si_（1－x）Ge_x／Si脊形波导X型分支器的研制

采用分子束外延方法制作低损耗Ｓｉ１－ｘＧｅ／Ｓｉ异质结脊形光波导,在Ｘ型交叉波导上实现了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光分支器的功能．设计中采用了ＳｉＧｅ大截面脊形波导的单模条件和交叉波导传输特性分析的结果．Ｘ型光分支器的实现为进一步研制Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ光开关和光电调制器积累了经验．     

1.55μmSi_(1-x)Ge_x光波导与Si_(1-x)Ge_x/Si多量子阱探测器集成的优化设计

对１．５５μｍ波长的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ光波导和Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多量子阱（ＭＱＷ）红外探测器的集成器件结构进行了系统的分析和优化设计。优化结果为：１）对Ｓｉ１－ｘＧｅｘ光波导，Ｇｅ含量ｘ＝０．０５，脊宽、高和腐蚀深度分别为８、３和２．６μｍ；２）对Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多量子阱红外探测器，Ｇｅ含量ｘ＝０．５，探测器由厚度为５５０ｎｍ、２３个周期的６ｎｍＳｉ０．５Ｇｅ０．５＋１７ｎｍＳｉ组成，长度约２ｍｍ。结果表明，这种结构器件的内量子效率可达８８％。     

全硅矩形截面脊形波导的研制及其损耗分析

运用有效折射率法和微分法分别对全硅矩形截面脊形波导的模式特性和模吸收损耗系数作了分析，通过乙二胺－邻苯二酚水溶液（ＥＰＷ）各向异性腐蚀的方法，研制成了矩形截面脊形全硅光波导，并对其损耗特性进行了研究和讨论。     

梯形截面多量子阱脊形波导模式特性

本文根据多量子阱双折射率的性质,运用有效折射率法和WKB法对具有梯形截面多量子阱脊形波导的模式特性作了分析,导出了E_mn^x模和E_mn^y模的本征值方程.