聚合物可调谐微环谐振腔及其延时特性

发布时间：2017-11-02 11:16

  本文关键词：聚合物可调谐微环谐振腔及其延时特性

  更多相关文章： 聚合物波导 微环谐振腔 可调谐 延时

【摘要】：波导微环谐振腔具有体积小、滤波性能好、易于集成等优点,以它为基本结构可以构成各种不同功能的集成光学器件,如滤波器、激光器、调制器、光开关、光延迟线和波导传感器等。有机聚合物材料因其可加工性好、制备工艺简单、热光系数高、成本低等优点在集成光学器件方面应用非常广泛。本论文主要研究聚合物微环谐振腔的工作原理、结构设计、制备工艺、可调谐特性以及延时特性等。本文理论设计并优化了跑道型聚合物可调谐微环谐振腔的结构参数：在一设计倒脊形单模波导结构的基础上,研究了弯曲半径、耦合间隙、耦合长度以及电极结构等参数对器件的性能影响,通过光束传播法分析其光谱特性,最终得到器件的优化结构参数为：内脊高1.8μmm,芯层平板厚度1.1μm,脊高0.7μm,耦合间隙1.5μm,耦合长度300μm,弯曲半径1500μm。在硅衬底上以ZPU-44为上下包层材料、聚砜为芯层材料,利用旋转涂覆、光刻、反应离子刻蚀等工艺对器件进行了制备,并对器件进行通光测试,测试结果表明跑道型器件在通信波段1550nm附近的自由光谱范围(FSR)为0.15nm,3dB带宽为0.0235nm,品质因子达6.60×104,在0V-4V电压范围内实现了0.5dB-12.95dB消光比的调谐,且谐振波长调谐一个FSR的电压为4.75V,最大延时量为1.08ns。针对直接耦合型(直波导与微环直接耦合)微环谐振腔在调谐消光比时谐振波长漂移问题提出了优化方案,并对器件进行了理论设计、工艺制备以及通光测试,测试结果表明改进型微环谐振腔的最大消光比较跑道型器件提高了3.15dB,且在调谐消光比时谐振波长漂移现象有所改善。实验结果表明器件具有良好的热光调谐特性、较高的Q值以及良好的延时特性,且器件结构紧凑、制备工艺简单,在光滤波器、光调制器、光波导传感器以及可调谐光延时等方面具有一定的应用价值。
【关键词】：聚合物波导 微环谐振腔 可调谐 延时
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN629.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 引言8-9
• 1.2 微环谐振腔的研究9-15
• 1.2.1 微环谐振腔的结构研究9-12
• 1.2.2 微环谐振腔的功能研究12-13
• 1.2.3 制备微环谐振腔的材料13-15
• 1.3 可调谐微环谐振腔研究15-16
• 1.4 本论文主要工作16-17
• 第二章 聚合物可调谐微环谐振腔的理论研究17-26
• 2.1 微环谐振腔的基本原理17-19
• 2.2 微环谐振腔的主要参数19-21
• 2.3 微环谐振腔的热光调谐特性21-22
• 2.4 微环谐振腔的延时理论22-26
• 2.4.1 群延时特性22-24
• 2.4.2 群延时测量24-25
• 2.4.3 矢量网络分析仪25-26
• 第三章 聚合物可调谐微环谐振腔的结构设计26-34
• 3.1 波导设计26-28
• 3.2 器件结构设计28-33
• 3.2.1 弯曲半径设计29-30
• 3.2.2 耦合间距和耦合长度设计30-31
• 3.2.3 电极设计31-33
• 3.3 掩膜版设计33-34
• 第四章 聚合物可调谐微环谐振腔的制备与测试34-46
• 4.1 制备工艺和材料34-35
• 4.1.1 制备工艺34
• 4.1.2 材料选择34-35
• 4.2 实验流程35-39
• 4.3 聚合物可调谐微环谐振腔的测试39-46
• 4.3.1 光谱特性与可调谐特性测试39-42
• 4.3.2 延时特性测试42-44
• 4.3.3 存在问题与优化方案44-46
• 第五章 结论与展望46-47
• 参考文献47-52
• 已发表的文章52-53
• 致谢53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 沈学可;戚志鹏;李玲玲;林军;恽斌峰;崔一平;;聚合物波导马赫-曾德折射率传感器的设计和制备[J];光电子·激光;2015年03期

2 田伟;文岐业;陈智;杨青慧;荆玉兰;张怀武;;硅基全光宽带太赫兹幅度调制器的研究[J];物理学报;2015年02期

3 洪建勋;刘莹;陈伟;;硅基槽型微环谐振器及其调谐特性研究[J];光电子.激光;2014年09期

4 何琛娟;廖红波;樊洁平;;光拍法测光速实验中的声光效应研究[J];大学物理;2014年03期

5 范卓妮;恽斌峰;胡国华;闫以建;崔一平;;热光聚合物微环谐振腔滤波器的研究[J];光电子.激光;2012年09期

6 恽斌峰;胡国华;崔一平;;高品质因子聚合物波导微环谐振腔滤波器[J];光学学报;2011年10期

7 李帅;吴远大;尹小杰;安俊明;李建光;王红杰;胡雄伟;;基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器[J];光子学报;2011年08期

8 姜宏伟;吴远大;;SoI基微环谐振可调谐滤波器[J];光电子.激光;2011年06期

9 张佳宁;韩秀友;宋红妍;滕婕;吴彭生;王凌华;赵明山;;可调耦合器结构集成波导微环谐振腔延时特性研究[J];光学学报;2010年07期

10 韩秀友;宋红妍;张佳宁;吴彭生;滕婕;王凌华;赵明山;;微环谐振腔集成波导光延时线研究[J];光学学报;2010年03期

，

本文编号：1131321