研究目的
开发一种新的测试元件和方法，用于评估硅波导中传播损耗等光学特性，旨在实现快速精确的晶圆级测试，以支持光子器件的大规模生产。
研究成果
所提出的测试元件和方法能够精确且简便地测量传播损耗，且不受光栅耦合器和光电探测器制造误差的影响。该方法有望缩短晶圆级检测的测量时间，并适用于监控其他光子器件的功率平衡，支持大规模生产。
研究不足
该论文未明确提及局限性，但潜在的优化方向可能包括扩展至其他光学特性、对环境因素的敏感性，或与其他测试方法的集成。
1：实验设计与方法选择：
该方法通过设计包含两个输入耦合器、干涉仪、不同长度波导和光电探测器的测试元件，在不受光栅耦合器和光电探测器制造误差影响的情况下测量传播损耗。干涉仪的分光比具有波长依赖性，可提取插入损耗差异。
2：样品选择与数据来源：
在硅晶圆上制备了长波导长度为1、2、3和5厘米的测试元件，采用集成在硅波导上的锗光电探测器。
3：3和5厘米的测试元件，采用集成在硅波导上的锗光电探测器。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：测试元件包括光栅耦合器、干涉仪、波导和锗光电探测器。未提及具体型号或品牌。
4：实验步骤与操作流程：
光通过光栅耦合器耦合进入测试元件，经过不同长度的波导传播后由光电探测器检测。监测光电流并测量光功率的波长依赖性以推导传播损耗。
5：数据分析方法：
利用输出功率幅度（峰值与谷值之差）提取不同波导长度的插入损耗，进而计算传播损耗（例如3.4 dB/厘米）。
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grating coupler
Used for coupling light into and out of the test element in the direction normal to the wafer surface.
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interferometer
Branches light into two waveguides with wavelength-dependent branching ratio to enable measurement of propagation loss.
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photodetector
Integrated on the silicon waveguide to detect output light and measure photo current for deriving optical power.
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germanium photodetector
Specifically used as the photodetector in the test element for detecting light and monitoring photo current.
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