本文關(guān)鍵詞：大范圍波長可調(diào)的聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的研究與設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文開展了對1550nm光通信波段的聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的研究。波導(dǎo)布拉格光柵通過傳輸模式之間的耦合實現(xiàn)對入射波的反射,是集成光學(xué)領(lǐng)域中重要光子器件之一。波導(dǎo)布拉格光柵可分為起伏型結(jié)構(gòu)及折射率調(diào)制型結(jié)構(gòu)兩種。本文首先針對側(cè)壁起伏型的布拉格光柵結(jié)構(gòu),利用有效折射率法、耦合模理論及傳輸矩陣法等方法設(shè)計了三階聚合物波導(dǎo)光柵,并對光柵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,主要內(nèi)容包括:確定矩形波導(dǎo)的單模傳輸下尺寸;研究相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對波導(dǎo)光柵傳輸特性的影響;利用切趾技術(shù)實現(xiàn)對光柵旁瓣的抑制;探究該聚合物波導(dǎo)光柵的偏振相關(guān)性。其次結(jié)合聚合物材料優(yōu)良的熱光特性,實現(xiàn)了波導(dǎo)布拉格光柵中心波長可調(diào)。進(jìn)一步,為了改善調(diào)諧特性,提出如下結(jié)構(gòu)改進(jìn):首先,優(yōu)化了熱電極位置,提高芯層及其附近區(qū)域受熱效率;其次,提出在芯層兩側(cè)設(shè)置對稱空氣溝槽的方案,將熱電極能量限制在波導(dǎo)芯層及其附近區(qū)域,提高了其受熱均勻性。與傳統(tǒng)的熱光器件結(jié)構(gòu)相比,最終設(shè)計的波導(dǎo)布拉格光柵具有強(qiáng)受熱性、高熱均勻性和低熱串?dāng)_性,從而提升了波長調(diào)諧靈敏度,實現(xiàn)大范圍的波長可調(diào)。最后針對光子器件的數(shù)值計算方法,建立了一種基于小波基的時域有限差分法,并實現(xiàn)并行化運(yùn)算。相較于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的時域有限差分法,該方法具有更好的數(shù)值色散特性,允許在計算中采用較大的空間網(wǎng)格分辨率,因此顯著減少內(nèi)存的使用,而并行化計算則大大減少了運(yùn)算時間。進(jìn)一步,分析了在并行計算環(huán)境下影響運(yùn)算效率的主要因素;為了估計模擬所需運(yùn)算時間,建立了一個簡單的運(yùn)算時間模型,時間模型的擬合結(jié)果與實際運(yùn)算時間相當(dāng)吻合。
【關(guān)鍵詞】：聚合物 波導(dǎo)布拉格光柵 熱光效應(yīng) 時域有限差分法 小波變換
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語注釋表8-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9-12
• 1.1.1 光集成技術(shù)9-10
• 1.1.2 光集成器件的材料10-12
• 1.2 波導(dǎo)布拉格光柵概述12-14
• 1.2.1 波導(dǎo)光柵定義及分類12-13
• 1.2.2 波導(dǎo)布拉格光柵工作原理及應(yīng)用13-14
• 1.3 聚合物波導(dǎo)布拉格光柵進(jìn)展14-16
• 1.3.1 波導(dǎo)光柵的起源與發(fā)展14-15
• 1.3.2 聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 主要任務(wù)和內(nèi)容安排16-18
• 第二章 波導(dǎo)光柵相關(guān)理論18-31
• 2.1 平板波導(dǎo)理論18-21
• 2.1.1 平板波導(dǎo)的模式理論18-20
• 2.1.2 截止波長及單模條件20-21
• 2.2 條形光波導(dǎo)及其分析方法21-25
• 2.2.1 馬卡提里近似法21-23
• 2.2.2 有效折射率法23-25
• 2.3 波導(dǎo)光柵分析方法25-30
• 2.3.1 耦合模理論25-28
• 2.3.2 傳輸矩陣法28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 布拉格光柵的設(shè)計與研究31-42
• 3.1 單模矩形波導(dǎo)的設(shè)計31-33
• 3.2 波導(dǎo)布拉格光柵的設(shè)計33-38
• 3.2.1 光柵的傳輸特性34-37
• 3.2.2 光柵偏振相關(guān)特性37-38
• 3.3 波導(dǎo)布拉格切趾光柵38-40
• 3.4 本章總結(jié)40-42
• 第四章 熱光可調(diào)波導(dǎo)布拉格光柵的設(shè)計42-55
• 4.1 熱傳導(dǎo)理論及熱學(xué)模型的建立42-45
• 4.2 熱光可調(diào)布拉格光柵45-47
• 4.2.1 熱光效應(yīng)45
• 4.2.2 波導(dǎo)包層結(jié)構(gòu)設(shè)計45-46
• 4.2.3 熱光調(diào)制波導(dǎo)布拉格的模擬46-47
• 4.3 熱光可調(diào)波導(dǎo)布拉格光柵的優(yōu)化設(shè)計47-54
• 4.3.1 熱電極位置的優(yōu)化設(shè)計47-50
• 4.3.2 空氣溝槽的建立50-53
• 4.3.3 通道間熱串?dāng)_的影響53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 基于小波基的時域有限差分法的并行計算55-64
• 5.1 基于小波基的FDTD方法的并行化55-59
• 5.1.1 基于小波基的FDTD方法56-57
• 5.1.2 并行化57-59
• 5.2 并行化的計算效率及分析59-63
• 5.2.1 并行計算模型的有效性59-60
• 5.2.2 并行計算效率及影響因素60-62
• 5.2.3 并行計算運(yùn)算時間模型62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文69-70
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 洪從勝,徐新華,呂昌貴,徐春祥,崔一平;切趾光纖光柵技術(shù)及其研究進(jìn)展[J];光電子技術(shù)與信息;2002年03期

  本文關(guān)鍵詞：大范圍波長可調(diào)的聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293104