基于soi的光学微环谐振腔设计及性能研究

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1、万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文thetworingsisdiscussedintheseries—coupledtwomicroringsonebuswaveguideconfiguration(2RIB)，theconditionsforthecoupled—resonator-inducedtransparency(CRIT)effectisalsospecifiedintheparallel—coupledtwomicroringstwobuswaveguidesconfiguration(2R2B)．The

2、n,thisthesisbuildsmultiplesimulationmodelsofmicroringresonatorsbasedonthefinite—differencetime—domain(FDTD)method，andsimulatesandoptimizesthegeometricalparametersoftheonemicroringcoupledtwobuswaveguidesconfiguration(1R2B)andtheparallel—coupledtwomicroringstwobuswa

3、veguidesconfiguration(2R2B)．Furthermore，theirbiologicalsensingperformancesareanalyzed,respectively．Thesimulationresultsshowthatthebiologicalsensingsensitivityofthe2R2BstructurebasedontheCRITeffectreaches223．3nmlRIU,whichisaboutthreetimesthatofthesinglemicrorings缸U

4、cnlre．Finally,thisthesissummarizesthegeometricalparametersofthemicroringresonatorsthathavebeensimulated．Combiningwiththemicromachiningprocess，thelayoutisdesignedandfabricated，andthestructuresaretested，whichlaysafoundationforthefollowingexperimentstudies．KEYWORDS：M

5、icroringresonators，SiliconOnInsulator,Structuredesign，BiologicalsensingIV万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2微环谐振腔的材料概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．3微环谐振腔的研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．4本论文的主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8第二章微环谐振腔的性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、112．1回音壁谐振模(WGM)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯112．1．1回音壁谐振模简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯112．1．2基于回音壁谐振模的结构理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．122．1．3品质因子⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．142．2单微环结构的性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．152．2．1单微环耦合单波导(1R1B)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．152．2．2单微环耦合单波导(1R1B)特性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．162．2．3单微环耦合双波导(1R2B)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．182．2．4单微环耦

7、合双波导(1R2B)特性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．192．3串联双微环结构(2RIB)的性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．212．3．1串联双微环结构(2RIB)理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2l2．3．2谐振分离特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．232．4并联双微环结构(2R2B)的性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．252．4．1并联双微环结构(2R2B)理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．252．4．2耦合诱导透明效应(CRIT)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯272．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28第三章微环谐振腔模拟

8、研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．293．1时域有限差分(FDTD)算法介绍以及模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．1．1时域有限差分(FDTD)算法介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．1．2仿真模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．303．2单微环结构的仿真分析及生物传感应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯323．