序

在信息领域，将光子看作信息载体，研究光子的产生和运动特性，这种专门研究光子的信息功能和应用的新型科学便是信息光子学。专门以固体材料为介质，研究光子载体在固体介质中的产生、运动、控制、操作，研究光子同固体物质的相互作用及其应用，这种专门研究固体中的光子性能的新型科学便是固体光子学。以半导体材料为介质的光子学，研究半导体介质中光的产生传输、控制、探测特性和在信息系统中的应用。半导体材料中，硅是应用最广的电子材料。近年来，硅在光子学领域中逐渐活跃起来，成为一种潜力很大的光子材料。相应地，逐步发展形成了硅基光子学。

半导体材料中，III-V族半导体已经研制成了不同波长的激光器和探测器，在光纤通信等系统中得到广泛的应用。硅是间接带隙的半导体材料，发光效率低，这在很长一段时间内限制了它在光学领域中的发展。然而近二十年来的研究表明，硅也是一种很好的光学材料。非常成熟的微电子加工工艺既为大规模集成电路作出了特殊贡献，也为硅光子学提供了坚实的技术基础，大大加速了硅光子学的形成和发展，并且有进一步扩大和独树一帜的趋势。硅光子学是一门非常新的前沿学科，特别是近一两年来，信息系统和计算机科学技术的发展，要求速率更高、功耗更少、集成度更高的光电子集成模块，进一步促进了片上系统和光互连的发展。因此，硅光子学不再只是一门学科，而是一门实实在在的高新技术。对硅光子学的深入学习、研究、开发、应用已经成为国内外的热点。因此，有关硅光子学的书籍应运而生了。

SOI是英文Silicon on Insulator（绝缘衬底上的硅）的简称，它是一种新型的硅基集成电路和光电子集成材料。SOI材料具有一系列的优点：

1. 在材料性质上具有硅的所有优点。

2. SOI已经是批量生产的材料，在市场上可以买到各种型号的片子。

3. 对于光通信用的长波长来说，硅是透明的，适合于制作长波长波段的波导器件。

4. 硅和二氧化硅的折射率相差很大，有很强的光学限制作用。

5. 这种很强的光学限制作用使得器件的尺寸很小，因而能够在同一芯片上制作很多器件，从而实现光电子器件的集成。

6. SOI基的电子和光子器件的制作工艺同CMOS工艺兼容，因此，CMOS工艺为进一步批量生产SOI光电子器件和光电子集成回路提供了坚实的技术基础。

陈媛媛同志对SOI光波导和光子器件进行过多年的研究工作，她结合自己的研究成果和国内外的研究进展编写的这本《SOI光波导器件》力图综合地、系统地描述SOI光子器件的基础知识和最新进展，这是一本国内首次专门介绍SOI基光子器件的物理原理、器件设计和在信息系统中的应用的书籍。

硅基光子学的研究刚刚起步，大有方兴未艾的趋势。因此本书不可能包含不断出现的新内容，这只能留待日后新的著作进一步深入和扩展了。对光电子领域的广大读者，尤其是从事研发的高级科学工程人员和在读的研究生，该书会有参考价值。

谨以此作序。

中国科学院半导体研究所 余金中

2010年7月7日