高Q值SOI微纳波导微环谐振器及非线性全光逻辑研究

研究影响SOI微纳结构波导微环谐振器Q值的物理因素，理论探讨同时实现高Q值和高消光比的可能性和技术途径。实验探索低损耗微纳波导的精细加工工艺，采用EBL电子束光刻和ICP-RIE反应离子刻蚀常规工艺，并结合氧化图形衬底"免刻蚀"新工艺降低微纳波导的散射损耗，实现Q值超过50000的微环谐振器。研究高Q值微环谐振器环形波导内的光场相干增强效应和强场下出现的各种非线性光学效应，重点研究双光子吸收TPA效应激发非平衡载流子的物理机制、激发效率和阈值功率密度，以及非平衡载流子的驰豫和输运过程，探索其实现非线性全光逻辑功能的技术途径。结合高Q值微环谐振器滤波特性对微环波导折射率微扰极为敏感的特性，利用TPA效应激发非平衡载流子的等离子色散效应产生所需要的折射率快速改变，结合特殊的光学结构实现"与"、"或"、"非"等基本逻辑功能。研究降低阈值泵浦功率的有效途径。为全光信息处理和光计算技术奠定基础。