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光子集成芯片(PIC)是实现高速光信号处理、构成各类小型化高集成度片上光子系统的核心部件。基于微电子平面工艺的平面光波光路(PLC)得到广泛研究。PLC光子芯片与光纤高效耦合、在线测试是其实用化过程中的关键。本文面向应用需求，以国家与江苏省重点科研项目为牵引，对PLC芯片耦合测技术进行理论与实验研究。
论文获得的主要结果如下:
1.针对PLC光子芯片与特种光纤耦合过程，提出并建立了近场积分法模型，对楔形光纤模场演变与传输进行了等效矩形近似—阶梯串联法(ERA-SCM)分析，深入讨论了纵向间距、横向偏移、角向偏移、光纤楔形角度等参数对耦合效率的影响，给出了耦合对准的优化参数。以上结果为深入研究特种光纤与PLC光子芯片耦合技术奠定了理论基础。
2.提出并研制了单镜头多角度高倍率机器视觉系统(SLPMV)，可从垂直俯视到水平侧视近90°范围内观察亚微米PLC芯片与光纤耦合对准情况，在1125×放大倍数下获得稳定图像;提出了基于弱饱和、角度匹配和图像矫正的改进型光度立体算法(MPSA)，揭示出隐藏在平面图像中的三维图像信息，实现了芯片波导入/出端口的三维图像重构，获得了接近扫描电镜的结果。SLPMV与MPSA算法相结合，为课题组PLC芯片耦合测试平台的建设，提供了关键设备。
3.提出并实验获得了基于半圆柱径向GRIN棒的准纵向渐变GRIN透镜，搭建了基于该透镜的InP基PLC芯片与楔形光纤的耦合光路，实验结果表明，该构想可有效改善折射率失配;开展了锥形、楔形光纤与InP基PLC芯片耦合实验研究，获得锥形、楔形光纤出射光斑图像;提出了基于高斯光束变换的反向推演法，得出光斑的多种参数，实验证实了该方法。以上结果为改善高折射率差PLC芯片与光纤耦合，提供了有效的技术手段。
4.基于SLPMV耦合测试平台，建立了实验测试系统。对课题组研制的InP基多量子阱(MQW)2×N型PLC分路器、调制器/开关、谐振腔滤波器芯片等，完成了耦合测试实验。测试结果表明，所建平台实现了PLC芯片的耦合测试，结果可靠。最后指出，光纤与芯片折射率失配是引起耦合损耗的最重要原因，测试系统中光源波长的波动、偏振相关以及光电探测的不稳定性是引起测试误差的主要原因。