论文摘要：波导耦合光探测器单片集成技术研究

小型化是光纤陀螺的发展方向，光收发模块的小型化可以减小光路损耗、提高集成度，是光纤陀螺小型化的关键。单片集成是国外高精度光纤陀螺光收发模块小型化的主要研究方向，是实现光收发模块小型化的有效方式。本文主要研究成果如下：(1)分析了光收发模块小型化技术对提高光纤陀螺集成度、减小损耗所具有的优势。介绍了目前光收发模块集成的三种实现方式，分析了三种方法的实现手段，技术特点，并对这三种方式的优缺点进行了比较，指出单片集成是最易实现光收发模块小型化的方式。(2)介绍了光单片集成的基本概念，并介绍两类光学集成用材料，对这两类集成光学材料的优缺点进行了分析探讨。对光收发模块中的主要器件-光探测器和Y分支波导的基本工作原理、性能、参数指标进行了分析，并讨论了器件设计理论方法。(3)提出了一种波导垂直耦合型光探测器单片集成系统，其中单片集成基底采用InP材料，外延材料使用Ⅲ-Ⅴ系四元混合晶体InxGa1-xAsyP1-y；并对Y分支波导/PIN探测器集成器件的外延材料及结构参数进行了分析、计算；最后使用仿真软件R-soft对器件性能进行了仿真和优化设计，此法具有制备工艺简单，损耗低，集成度高等优点。(4) 论文还对一种基于电吸收原理的边耦合集成系统进行了初步探讨，此系统只需一次外延技术就可将SLD、Y分支波导、光探测器集成于同一基底，与垂直耦合型相比，可进一步的提高光收发模块的集成度，但是后工艺较难。总之，本文基于大量的理论研究和仿真论证，对波导与光探测器单片集成耦合技术的各个方面展开了理论分析及系统设计，且计算仿真表明：各光器件性能均达到指标要求，相关理论研究结论及器件结构的参数为下一步模块的工艺制作提供了充分详尽的设计数据及坚实的理论基础。

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