光波導(dǎo)的散射分為兩種類型：體散射和界面散射。體散射是由于光波導(dǎo)體材料的缺陷造成的，如空洞、雜質(zhì)原子和晶格缺陷等。界面散射是由于光波導(dǎo)芯層和包層界面的粗糙度引起的。體散射在硅材料中一般可以忽略。但如離子注入等工藝引入較多的晶格缺陷時，這類損耗也不可忽視。體散射損耗與缺陷數(shù)目、傳輸波長尺寸、沿著光波導(dǎo)的相關(guān)長度等參數(shù)有關(guān)。界面散射損耗研究廣泛，相關(guān)的計算方法也有不少，我們引入一種比較簡單的方法，即Tien等人在1971年提出來的基于表面功率鏡面反射的理論圇。條件是相關(guān)長度較長，這是在大多數(shù)情況下都比較合理的假設(shè)。

　　如果入射光功率為pj，鏡面反射的功率為pr，則

　　式中，σ是表面粗糙度的均方差；σ1是光波導(dǎo)的傳輸角；n1是芯層的折射率?？紤]通過一段距離的總功率流和光在兩表面的損耗，Tien推出了界面損耗的表達式為

　　式中，σ2是上包層的粗糙度方差；σ2是下包層的粗糙度方差；kyu是上包層的衰減常數(shù)；kyl是下包層的衰減常數(shù)；尼是光波導(dǎo)長度。

　　還有一種較常用的表面散射損耗計算方法^[7]：

　　式中，k只與表面粗糙程度有關(guān)，θ1代表模角，與模階數(shù)有關(guān)，Dv是光波導(dǎo)的有效厚度；可見表面損耗與表面粗糙程度、模階數(shù)成正比，而與光波導(dǎo)有效寬度成反比。對于小截面光波導(dǎo)，在相同界面粗糙程度下，光波導(dǎo)有效寬度較小，光場與光波導(dǎo)側(cè)壁相互作用增強，導(dǎo)致散射損耗值很大，占據(jù)主導(dǎo)地位，所以這種光波導(dǎo)對刻蝕工藝有更高要求。

　　目前，已經(jīng)有一些減小光波導(dǎo)側(cè)壁粗糙度的方法被提出，并取得了較好的效果，如氧化物平滑技術(shù)，即先對硅進行熱氧化然后再將其腐蝕去除。這無疑會改善光波導(dǎo)側(cè)壁的粗糙度，但同時也會使光波導(dǎo)變窄，不過這個問題可以通過適當(dāng)調(diào)整模版圖形設(shè)計來改善。

　　Ming-Chang M.Lee等人網(wǎng)采用氫氣熱退火工藝使得硅光波導(dǎo)側(cè)壁粗糙度減小到0.26 nm，在近紅外波長下傳輸損耗小于1 dB/cm，并成功制作了寬0.5μm、高0.2μm的低損耗條光波導(dǎo)。

　　Daniel K.Sparacin等人陰采用濕化學(xué)氧化平滑工藝，使得光波導(dǎo)損耗在1550 nm波長時減小到1.9 dB/cm，這種工藝較前面提到的氧化物平滑工藝更能保持光波導(dǎo)的完整性（前者使光波導(dǎo)截面尺寸發(fā)生較大改變）。

　　另外，因為脊形光波導(dǎo)光模與光波導(dǎo)側(cè)壁的作用較小，所以也可以通過制作截面尺寸稍大的脊形光波導(dǎo)來進行緩解。L.Vivien等人^［10］利用SOl制作了低損耗脊形光波導(dǎo)，光波導(dǎo)寬度為1 gm夕脊形光波導(dǎo)由200 nm的硅刻掉30 nm形成，當(dāng)輸入光波長為1.31μm時的傳輸損耗可低至0.5dB/cm，利用這種光波導(dǎo)等成功地制作了長程損耗為26 dB的光樹形分路器。

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