新型微流控可调光波导功能器件的研究
[Abstract]:Microfluidic tunable optical waveguide function device is a new kind of optical component. It has many advantages such as adjustable optical performance, small volume, light weight, good stability and easy integration. It is widely used in information photonics, optical information processing, biosensor, and so on. Medical diagnosis and many other fields have a wide range of applications. However, there are still many deficiencies in the research of the tunable micro-fluid waveguide functional devices, which are still far from practical applications. It is of great scientific significance and application value to explore and study new microfluidic tunable optical waveguide functional devices. In this paper, various kinds of microfluidic tunable optical waveguide devices reported, including tunable optical waveguide devices based on liquid-liquid interface and microfluid tunable optical waveguide devices based on solid-liquid interface, are investigated in detail. The principle of its regulation and the advantages and disadvantages of its existence are analyzed. On this basis, several novel microfluidic tunable optical waveguide devices with different optical functions are proposed, namely, microfluidic tunable optical attenuators, microfluidic tunable beam splitters and microfluidic tunable optical couplers. A multi-segment deflected waveguide microfluidic tunable optical attenuator is proposed. A microfluidic channel is designed at the first broken line of the waveguide to form a solid-liquid interface between the liquid and the waveguide. The optical signal is coupled into the optical waveguide by tapered optical fiber. The total reflection of the light on the interface between the waveguide and the liquid will occur. With the change of the refractive index of the liquid from low to high, the optical power will change with the transmission into the microfluid channel. Thus the variable attenuation of the optical power transmitted in the waveguide is realized. Secondly, an asymmetric Y-branch waveguide and a fluid channel integrated structure are used to realize the microfluidic waveguide tunable beam splitter. A microfluid channel is overlaid over the straight-line branch of the Y-waveguide. The optical signal is coupled to the input port through a tapered fiber, and the light waves propagating to the Y branch will be reflected and transmitted, and the beam will enter the left and right branches, respectively, with the change of the refractive index of the liquid in the microfluid channel. The optical power splitting ratio of the beam splitter changes with it, thus realizing the dynamic control of the optical power splitter. Then, a 1 脳 5 adjustable optical power splitter is designed by cascading. Finally, using the parallel optical waveguide coupling theory, the microfluidic optical waveguide coupler is designed, and the optical performance of the device is analyzed simply. A microfluidic M-Z optical modulator is designed by using microfluidic control method.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN252
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本文编号:2254187
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