1、光波導是一種新型光傳輸介質(zhì)，尺寸小于微米量級，是信息技術(shù)和納米技術(shù)的交叉應用之一，具有較低的傳輸損耗和較強的倏逝場，相關(guān)器件已應用在信息通信、工業(yè)控制、生物醫(yī)療、資源調(diào)查等各個領(lǐng)域，對人們的生活產(chǎn)生了巨大的影響。作為一種重要的光學元件，光波導微環(huán)結(jié)構(gòu)具有較高的品質(zhì)因素，良好的濾波特性和光存儲能力，已經(jīng)廣泛被用來制作濾波器、光開關(guān)、傳感器、光陀螺等重要光學器件?；诮^緣體上硅(SOI)的光波導微環(huán)結(jié)構(gòu)不僅具有上述特性，而且還具有與CMOS

2、工藝兼容、適合批量加工生產(chǎn)以及更小的彎曲損耗等優(yōu)點，隨著微加工技術(shù)的進一步發(fā)展，可有效滿足光電一體化集成的要求，有利于光波導器件實現(xiàn)低成本化、芯片化，是實現(xiàn)便攜式微環(huán)傳感器、芯片光源等微納光學器件的有效途徑之一。因此，對光波導微環(huán)結(jié)構(gòu)進行深入研究具有重要的科學意義。
　　本文以光波導傳輸理論出發(fā)，研究不同結(jié)構(gòu)的SOI光波導的傳輸模式，包括常見的三層平板光波導、條形光波導、脊形光波導、以及圓形光波導等，建立不同截面的環(huán)形諧振腔傳輸模

3、型，分析光波導諧振微環(huán)工作原理與傳感特性，深入研究微環(huán)結(jié)構(gòu)的主要傳感參數(shù)，并依據(jù)傳輸模型推導計算公式;利用optiFDTD仿真軟件分析了直波導的模場分布以及微環(huán)結(jié)構(gòu)的半徑、波導寬度、耦合間距等關(guān)鍵參數(shù)對輸出譜線的影響，通過優(yōu)化設計確定最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù);仿真對比了各類型光波導微環(huán)結(jié)構(gòu)在相同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的靈敏系數(shù)、品質(zhì)因子、測量范圍等傳感特性的變化;然后，根據(jù)氫退火光滑工藝理論，建立波導退火結(jié)構(gòu)模型，仿真分析了退火過程對光波導微環(huán)傳感特性的影響