本文關(guān)鍵詞：聚合物MZI平面波導(dǎo)光開關(guān)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在光纖通訊中,光開關(guān)與光開關(guān)陣列發(fā)揮著重要的作用。隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,研制出低功耗、高性能、結(jié)構(gòu)緊湊、易于集成和低成本的光開關(guān)至關(guān)重要。本文對聚合物MZI平面波導(dǎo)光開關(guān)進(jìn)行了研究,利用聚合物材料在熱光和電光器件方面的優(yōu)良特性,以及制備工藝簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn),對聚合物MZI型熱光和電光開關(guān)進(jìn)行了制備和測試。首先,使用聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯的共聚物P(MMAGMA)及商用聚合物材料Norland73(NOA73)制備了聚合物MZI熱光開關(guān)器件。NOA73材料具有較大的熱光系數(shù),可以有效降低器件的功耗,同時選用熱導(dǎo)率相對較大的Si O2作為波導(dǎo)的下包層,有利于提高器件的響應(yīng)速度。器件的測試結(jié)果表明,在1550 nm工作波長下,熱光開關(guān)器件的消光比為20.2 d B,驅(qū)動功率僅為9.1 m W,開關(guān)的上升時間為174μs,下降時間為292μs。其次,合成了主客摻雜型電光聚合物分散紅1/雙酚A型聚碳酸酯(DR1/PC)材料,并以此作為波導(dǎo)芯層,制備了倒脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的MZI電光開關(guān)器件。通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了芯層材料的生色團(tuán)摻雜濃度,在保證生色團(tuán)不發(fā)生析出的情況下,獲得材料最大的電光系數(shù)12.8pm/V。最后測得器件的開關(guān)上升時間為33 ns,下降時間為24 ns。最后,設(shè)計并制備了基于掩埋型共面調(diào)制電極結(jié)構(gòu)的聚合物MZI型電光開關(guān)器件。器件以主客摻雜型電光聚合物DR1/PMMA作為波導(dǎo)芯層材料,調(diào)制電極位于調(diào)制臂波導(dǎo)的兩側(cè),與傳統(tǒng)的異面電極結(jié)構(gòu)電光開關(guān)相比,有效地提高了極化效率和調(diào)制效率。在進(jìn)行接觸極化后,測得器件的插入損耗為12.7 d B,開關(guān)上升時間為50 ns,下降時間為54 ns。
【關(guān)鍵詞】：光開關(guān) 馬赫-曾德爾干涉儀 聚合物 光波導(dǎo)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 光開關(guān)的作用及研究意義9-10
• 1.2 光開關(guān)的分類10-12
• 1.3 聚合物熱光開關(guān)的研究進(jìn)展12-14
• 1.4 聚合物電光開關(guān)的研究進(jìn)展14-15
• 1.5 本論文的主要工作15-17
• 第二章 平面光波導(dǎo)理論17-25
• 2.1 波導(dǎo)模式理論17-21
• 2.1.1 三層平板波導(dǎo)理論17-19
• 2.1.2 矩形波導(dǎo)19-20
• 2.1.3 脊形波導(dǎo)20-21
• 2.2 熱光效應(yīng)21-22
• 2.3 電光效應(yīng)22-25
• 第三章 基于NOA 73聚合物的馬赫-曾德爾干涉儀型熱光開關(guān)25-29
• 3.1 熱光開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及模擬25-26
• 3.2 熱光開關(guān)的制備26-27
• 3.3 熱光開關(guān)的測試27-29
• 第四章 聚合物馬赫-曾德爾干涉儀型電光開關(guān)的制備29-40
• 4.1 基于DR1/PC材料的電光開關(guān)器件制備與測試29-34
• 4.1.1 DR1/PC材料的制備及相關(guān)性能的測量29-32
• 4.1.2 基于DR1/PC材料的MZI型電光開關(guān)的制備32-33
• 4.1.3 基于DR1/PC材料的MZI型電光開關(guān)極化和測試33-34
• 4.2 基于掩埋型共面調(diào)制電極結(jié)構(gòu)的MZI型電光開關(guān)研究34-40
• 4.2.1 電光材料DR1/PMMA的制備與表征35-36
• 4.2.2 掩埋型共面電極MZI型電光開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計36-37
• 4.2.3 掩埋型共面電極MZI電光開關(guān)的制備及測試37-40
• 第五章 總結(jié)與展望40-41
• 參考文獻(xiàn)41-46
• 個人簡介及文章發(fā)表46-48
• 致謝48

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：477771