聚合物MZI平面波导光开关研究

发布时间：2017-06-24 10:01

  本文关键词：聚合物MZI平面波导光开关研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在光纤通讯中,光开关与光开关阵列发挥着重要的作用。随着光网络的发展,研制出低功耗、高性能、结构紧凑、易于集成和低成本的光开关至关重要。本文对聚合物MZI平面波导光开关进行了研究,利用聚合物材料在热光和电光器件方面的优良特性,以及制备工艺简单和成本低廉等优点,对聚合物MZI型热光和电光开关进行了制备和测试。首先,使用聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物P(MMAGMA)及商用聚合物材料Norland73(NOA73)制备了聚合物MZI热光开关器件。NOA73材料具有较大的热光系数,可以有效降低器件的功耗,同时选用热导率相对较大的Si O2作为波导的下包层,有利于提高器件的响应速度。器件的测试结果表明,在1550 nm工作波长下,热光开关器件的消光比为20.2 d B,驱动功率仅为9.1 m W,开关的上升时间为174μs,下降时间为292μs。其次,合成了主客掺杂型电光聚合物分散红1/双酚A型聚碳酸酯(DR1/PC)材料,并以此作为波导芯层,制备了倒脊型波导结构的MZI电光开关器件。通过实验优化了芯层材料的生色团掺杂浓度,在保证生色团不发生析出的情况下,获得材料最大的电光系数12.8pm/V。最后测得器件的开关上升时间为33 ns,下降时间为24 ns。最后,设计并制备了基于掩埋型共面调制电极结构的聚合物MZI型电光开关器件。器件以主客掺杂型电光聚合物DR1/PMMA作为波导芯层材料,调制电极位于调制臂波导的两侧,与传统的异面电极结构电光开关相比,有效地提高了极化效率和调制效率。在进行接触极化后,测得器件的插入损耗为12.7 d B,开关上升时间为50 ns,下降时间为54 ns。
【关键词】：光开关 马赫-曾德尔干涉仪 聚合物 光波导
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 光开关的作用及研究意义9-10
• 1.2 光开关的分类10-12
• 1.3 聚合物热光开关的研究进展12-14
• 1.4 聚合物电光开关的研究进展14-15
• 1.5 本论文的主要工作15-17
• 第二章 平面光波导理论17-25
• 2.1 波导模式理论17-21
• 2.1.1 三层平板波导理论17-19
• 2.1.2 矩形波导19-20
• 2.1.3 脊形波导20-21
• 2.2 热光效应21-22
• 2.3 电光效应22-25
• 第三章 基于NOA 73聚合物的马赫-曾德尔干涉仪型热光开关25-29
• 3.1 热光开关的结构设计及模拟25-26
• 3.2 热光开关的制备26-27
• 3.3 热光开关的测试27-29
• 第四章 聚合物马赫-曾德尔干涉仪型电光开关的制备29-40
• 4.1 基于DR1/PC材料的电光开关器件制备与测试29-34
• 4.1.1 DR1/PC材料的制备及相关性能的测量29-32
• 4.1.2 基于DR1/PC材料的MZI型电光开关的制备32-33
• 4.1.3 基于DR1/PC材料的MZI型电光开关极化和测试33-34
• 4.2 基于掩埋型共面调制电极结构的MZI型电光开关研究34-40
• 4.2.1 电光材料DR1/PMMA的制备与表征35-36
• 4.2.2 掩埋型共面电极MZI型电光开关的结构设计36-37
• 4.2.3 掩埋型共面电极MZI电光开关的制备及测试37-40
• 第五章 总结与展望40-41
• 参考文献41-46
• 个人简介及文章发表46-48
• 致谢48

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：477771