北京震动硅光芯片耦合测试系统

目前,基于SOI(绝缘体上硅)材料的波导调制器成为当前的研究热点,也取得了许多的进展,但在硅光芯片调制器的产业化进程中,面临着一系列的问题,波导芯片与光纤的有效耦合就是难题之一。从悬臂型耦合结构出发,模拟设计了悬臂型倒锥耦合结构,通过开发相应的有效地耦合工艺来实现耦合实验,验证了该结构良好的耦合效率。在此基础之上,对硅光芯片调制器进行耦合封装,并对封装后的调制器进行性能测试分析。主要研究基于硅光芯片调制技术的硅基调制器芯片的耦合封装及测试技术其实就是硅光芯片耦合测试系统。硅光芯片耦合测试系统硅光芯片的好处：接口和集成方便。北京震动硅光芯片耦合测试系统

经过多年发展,硅光芯片耦合测试系统如今已经成为受到普遍关注的热点研究领域。利用硅的高折射率差和成熟的制造工艺,硅光子学被认为是实现高集成度光子芯片的较佳选择。但是,硅光子学也有其固有的缺点,比如缺乏高效的硅基有源器件,极低的光纤-波导耦合效率以及硅基波导明显的偏振相关性等都制约着硅光子学的进一步发展。针对这些问题,试图通过新的尝试给出一些全新的解决方案。首先我们回顾了一些光波导的数值算法,并在此基础上开发了一个基于柱坐标系的有限差分模式分析器,它非常适合于分析弯曲波导的本征模场。对于复杂光子器件结构的分析,我们主要利用时域有限差分以及波束传播法等数值工具。接着我们回顾了硅基光子器件各项主要的制造工艺和测试技术。重点介绍了几种基于超净室设备的关键工艺,如等离子增强化学气相沉积,电子束光刻以及等离子体干法刻蚀。为了同时获得较高的耦合效率以及较大的对准容差,本论文主要利用垂直耦合系统作为光子器件的主要测试方法。北京震动硅光芯片耦合测试系统硅光芯片耦合测试系统优点：数据集中。

提到硅光芯片耦合测试系统，我们来认识一下硅光子集。硅光子集成的工艺开发路线和目标比较明确，困难之处在于如何做到与CMOS工艺的较大限度的兼容，从而充分利用先进的半导体设备和工艺，同时需要关注个别工艺的特殊控制。硅光子芯片的设计目前还未形成有效的系统性的方法，设计流程没有固化，辅助设计工具不完善，但基于PDK标准器件库的设计方法正在逐步形成。如何进行多层次光电联合仿真，如何与集成电路设计一样基于可重复IP进行复杂芯片的快速设计等问题是硅光子芯片从小规模设计走向大规模集成应用的关键。

测试站包含自动硅光芯片耦合测试系统客户端程序，其程序流程如下：首先向自动耦合台发送耦合请求信息，并且信息包括待耦合芯片的通道号，然后根据自动耦合台返回的相应反馈信息进入自动耦合等待挂起，直到收到自动耦合台的耦合结束信息后向服务器发送测试请求信息，以进行光芯片自动指标测试。自动耦合台包含输入端、输出端与中间轴三部分，其中输入端与输出端都是X、Y、Z三维电传式自动反馈微调架，精度可达50nm，满足光芯片耦合精度要求。特别的，为监控调光耦合功率，完成自动化耦合过程，测试站应连接一个PD光电二极管，以实时获取当前光功率。硅光芯片耦合测试系统硅光芯片的好处：具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

针对不同的硅光芯片结构,我们提出并且实验验证了两款新型耦合器以提高硅光芯片的耦合效率。一款基于非均匀光栅的垂直耦合器,在实验中,我们得到了超过60%的光纤-波导耦合效率。此外,我们还开发了一款用以实现硅条形波导和狭缝波导之间高效耦合的新型耦合器应用的系统主要是硅光芯片耦合测试系统,理论设计和实验结果都证明该耦合器可以实现两种波导之间的无损光耦合。为了消除硅基无源器件明显的偏振相关性,我们首先利用一种特殊的三明治结构波导,通过优化多层结构,成功消除了一个超小型微环谐振器中心波长的偏振相关性。芯片耦合封装问题是光子芯片实用化过程中的关键问题。北京震动硅光芯片耦合测试系统

硅光芯片耦合测试系统的优势：背景强磁场子系统能够提供高达3T的背景强磁场。北京震动硅光芯片耦合测试系统

硅光芯片耦合测试系统系统的测试设备主要是包括可调激光器、偏振控制器和多通道光功率计，通过光矩阵的光路切换，每一时刻在程序控制下都可以形成一个单独的测试环路。光源出光包含两个设备，调光过程使用ASE宽光源，以保证光路通过光芯片后总是出光，ASE光源输出端接入1*N路耦合器；测试过程使用可调激光器，以扫描特定功率及特定波长，激光器出光后连接偏振控制器输入端，以得到特定偏振态下光信号；偏振控制器输出端接入1个N*1路光开光；切光过程通过输入端光矩阵，包含N个2*1光开关，以得到特定光源。输入光进入光芯片后由芯片输出端输出进入输出端光矩阵，包含N个2*1路光开关，用于切换输出到多通道光功率计或者PD光电二极管，分别对应测试过程与耦合过程。北京震动硅光芯片耦合测试系统