為了消除硅基無源器件明顯的偏振相關(guān)性,我們首先利用一種特殊的三明治結(jié)構(gòu)波導(dǎo),通過優(yōu)化多層結(jié)構(gòu),成功消除了一個超小型微環(huán)諧振器中心波長的偏振相關(guān)性。針對不同的硅光芯片結(jié)構(gòu),我們提出并且實驗驗證了兩款新型耦合器以提高硅光芯片的耦合效率。一款基于非均勻光柵的垂直耦合器,在實驗中,我們得到了超過60%的光纖-波導(dǎo)耦合效率。此外,我們還開發(fā)了一款用以實現(xiàn)硅條形波導(dǎo)和狹縫波導(dǎo)之間高效耦合的新型耦合器應(yīng)用的系統(tǒng)主要是硅光芯片耦合測試系統(tǒng),理論設(shè)計和實驗結(jié)果都證明該耦合器可以實現(xiàn)兩種波導(dǎo)之間的無損光耦合測試。光通信的一個發(fā)展趨勢是實現(xiàn)集成化，類似于集成電路，將光通信系統(tǒng)集成在單一光電子芯片。上海單模硅光芯片耦合測試系統(tǒng)

硅光芯片耦合測試系統(tǒng)中的硅光與芯片的耦合方法及其硅光芯片,方法包括以下步驟:1、使用微調(diào)架將光纖端面與模斑變換器區(qū)域精確對準(zhǔn),調(diào)節(jié)至合適耦合間距后采用紫外膠將光纖分別與固定塊和墊塊粘接固定;2、將硅光芯片粘貼固定在基板上,硅光芯片的端面耦合波導(dǎo)為懸臂梁結(jié)構(gòu),具有模斑變換器;通過圖像系統(tǒng),微調(diào)架將光纖端面與耦合波導(dǎo)的模斑變換器耦合對準(zhǔn),固定塊從側(cè)面緊挨光纖并固定在基板上;3、硅光芯片的輸入端和輸出端分別粘貼墊塊并支撐光纖未剝除涂覆層的部分。上海單模硅光芯片耦合測試系統(tǒng)硅光芯片耦合測試系統(tǒng)硅光芯片的好處：高速性能。

測試站包含自動硅光芯片耦合測試系統(tǒng)客戶端程序，其程序流程如下：首先向自動耦合臺發(fā)送耦合請求信息，并且信息包括待耦合芯片的通道號，然后根據(jù)自動耦合臺返回的相應(yīng)反饋信息進(jìn)入自動耦合等待掛起，直到收到自動耦合臺的耦合結(jié)束信息后向服務(wù)器發(fā)送測試請求信息，以進(jìn)行光芯片自動指標(biāo)測試。自動耦合臺包含輸入端、輸出端與中間軸三部分，其中輸入端與輸出端都是X、Y、Z三維電傳式自動反饋微調(diào)架，精度可達(dá)50nm，滿足光芯片耦合精度要求。特別的，為監(jiān)控調(diào)光耦合功率，完成自動化耦合過程，測試站應(yīng)連接一個PD光電二極管，以實時獲取當(dāng)前光功率。

經(jīng)過多年發(fā)展,硅光芯片耦合測試系統(tǒng)如今已經(jīng)成為受到普遍關(guān)注的熱點研究領(lǐng)域。利用硅的高折射率差和成熟的制造工藝,硅光子學(xué)被認(rèn)為是實現(xiàn)高集成度光子芯片的較佳選擇。但是,硅光子學(xué)也有其固有的缺點,比如缺乏高效的硅基有源器件,極低的光纖-波導(dǎo)耦合效率以及硅基波導(dǎo)明顯的偏振相關(guān)性等都制約著硅光子學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。針對這些問題,試圖通過新的嘗試給出一些全新的解決方案。首先我們回顧了一些光波導(dǎo)的數(shù)值算法,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一個基于柱坐標(biāo)系的有限差分模式分析器,它非常適合于分析彎曲波導(dǎo)的本征模場。對于復(fù)雜光子器件結(jié)構(gòu)的分析,我們主要利用時域有限差分以及波束傳播法等數(shù)值工具。接著我們回顧了硅基光子器件各項主要的制造工藝和測試技術(shù)。重點介紹了幾種基于超凈室設(shè)備的關(guān)鍵工藝,如等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積,電子束光刻以及等離子體干法刻蝕。為了同時獲得較高的耦合效率以及較大的對準(zhǔn)容差,本論文主要利用垂直耦合系統(tǒng)作為光子器件的主要測試方法。圖像處理軟件能自動測量出各項偏差，然后軟件驅(qū)動運動控制系統(tǒng)和運動平臺來補(bǔ)償偏差，以及給出提示。

硅光芯片耦合測試系統(tǒng)系統(tǒng)的測試設(shè)備包括可調(diào)激光器、偏振控制器和多通道光功率計，通過光矩陣的光路切換，每一時刻在程序控制下都可以形成一個單獨的測試環(huán)路。其光路如圖1所示，光源出光包含兩個設(shè)備，調(diào)光過程使用ASE寬光源，以保證光路通過光芯片后總是出光，ASE光源輸出端接入1*N路耦合器；測試過程使用可調(diào)激光器，以掃描特定功率及特定波長，激光器出光后連接偏振控制器輸入端，以得到特定偏振態(tài)下光信號；偏振控制器輸出端接入1個N*1路光開光；切光過程通過輸入端光矩陣，包含N個2*1光開關(guān)，以得到特定光源。輸入光進(jìn)入光芯片后由芯片輸出端輸出進(jìn)入輸出端光矩陣，包含N個2*1路光開關(guān)，用于切換輸出到多通道光功率計或者PD光電二極管，分別對應(yīng)測試過程與耦合過程。波導(dǎo)的傳輸性能好，因為硅光材料的禁帶寬度更大，折射率更高，傳輸更快。上海單模硅光芯片耦合測試系統(tǒng)

因為硅光芯片以硅作為集成芯片的襯底，所有能集成更多的光器件。上海單模硅光芯片耦合測試系統(tǒng)

硅光芯片耦合測試系統(tǒng)測試時說到功率飄忽不定，耦合直通率低一直是影響產(chǎn)能的重要的因素，功率飄通常與耦合板的位置有關(guān)，因此在耦合時一定要固定好相應(yīng)的位置，不可隨便移動，此外部分機(jī)型需要使用專屬版本，又或者說耦合RF線材損壞也會對功率的穩(wěn)定造成比較大的影響。若以上原因都排除則故障原因就集中在終測儀和機(jī)頭本身了。結(jié)尾說一說耦合不過站的故障，為防止耦合漏作業(yè)的現(xiàn)象，在耦合的過程中會通過網(wǎng)線自動上傳耦合數(shù)據(jù)進(jìn)行過站，若MES系統(tǒng)的外觀工位攔截到耦合不過站的機(jī)頭，則比較可能是CB一鍵藕合工具未開啟或者損壞，需要卸載后重新安裝，排除耦合4.0的故障和電腦系統(tǒng)本身的故障之后，則可能是MES系統(tǒng)本身的問題導(dǎo)致耦合數(shù)據(jù)無法上傳而導(dǎo)致不過站的現(xiàn)象的。上海單模硅光芯片耦合測試系統(tǒng)