BTO薄膜的制備及其調(diào)制器應用的基礎研究.pdf

1、新一代光網(wǎng)絡信號處理需要高性能的波導調(diào)制器，高電光性能的波導材料是制作高性能調(diào)制器的前提。鈦酸鋇（BTO）薄膜材料具有優(yōu)良的電光特性、高度可集成性和優(yōu)異的襯底兼容性。隨著微電子加工技術的不斷發(fā)展，BTO薄膜材料在高速電光器件方面具有重要的應用前景。本論文對于BTO薄膜的制備表征、實驗測試和調(diào)制器結構設計進行了研究。在成功制備BTO薄膜的基礎上，通過調(diào)制器波導結構設計，從而實現(xiàn)對光信號的高速調(diào)制。
　　采用溶膠-凝膠法制備BTO薄膜

2、。探討旋涂BTO薄膜的層數(shù)對樣品厚度的影響，通過分析成膜情況優(yōu)化制備工藝。研究旋涂參數(shù)及烘干溫度對薄膜厚度和成膜質(zhì)量的影響，確定出最優(yōu)BTO薄膜質(zhì)量所對應的工藝參數(shù)。
　　利用X射線衍射法分析了不同退火溫度對薄膜結晶性能的影響，得到最佳結晶溫度為700℃。推導了電光系數(shù)的測量公式，搭建測試系統(tǒng)，利用簡單反射法對BTO薄膜電光系數(shù)進行了研究，得到532nm波長下電光系數(shù)為87.5pm/V。設計波導結構，利用激光直寫光刻技術研究了波導

3、加工工藝，獲得了10μm的光刻分辨率，滿足了波導加工精度的要求。
　　研究BTO薄膜脊形波導結構對于波導傳輸模式的影響。采用有效折射率法，對脊型波導單模傳輸進行模擬仿真，得到單模傳輸條件的波導結構參數(shù)，優(yōu)化的BTO薄膜波導內(nèi)外脊高分別為600nm和300nm，脊寬小于1μm。設計Y分支型、定向耦合器型兩種不同分束器結構的馬赫-曾德爾電光調(diào)制器，研究彎曲波導曲率半徑、分束器長度等結構參數(shù)對于光信號傳輸?shù)挠绊?，得出最佳結構參數(shù)，為器件