本文關(guān)鍵詞：基于納米壓印的可調(diào)諧布拉格光柵研究

  更多相關(guān)文章： 熱光調(diào)諧 聚合物波導(dǎo) Bragg光柵 納米壓印 RIE刻蝕

【摘要】：現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展需要對(duì)日益增加的各種信息進(jìn)行及時(shí)的傳輸和處理Bragg光柵具有選頻、衍射、和反射等功能,制成的相應(yīng)光子集成器件在光通信系統(tǒng)中有著重要的作用。本文首先介紹了聚合物波導(dǎo)Bragg光柵的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀,然后簡(jiǎn)要介紹了馬卡提里近似解析法、有效折射率法等常用的矩形波導(dǎo)的分析方法,以及波導(dǎo)Bragg光柵的基本原理。結(jié)合波導(dǎo)光柵和熱光材料的特性,應(yīng)用Rsoft軟件進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì),最終確定了光柵的基本尺寸并得到了優(yōu)化的仿真輸出結(jié)果。為了實(shí)現(xiàn)良好的熱光調(diào)諧效應(yīng),本文選用了熱光系數(shù)較大的ZPU系列聚合物作為波導(dǎo)制作材料,分別以ZPU44和二氧化硅為下包層,通過納米壓印技術(shù),研究了RIE刻蝕、紫外曝光套刻、高溫蒸鍍鋁膜等傳統(tǒng)的微加工工藝,尤其是壓印后光柵的刻蝕工藝,最終確定最優(yōu)工藝參數(shù),制備了兩種熱光調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg光柵,并在聚合物上包層上制備了加熱電極,通過電壓驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚合物波導(dǎo)中心波長(zhǎng)的調(diào)諧。此外,本文還利用波長(zhǎng)測(cè)試系統(tǒng)、光環(huán)行器、保偏光纖和探測(cè)器等測(cè)試了兩種熱光調(diào)諧聚合物波導(dǎo)Bragg光柵芯片的輸入、輸出特性,并通過外加電壓的方式測(cè)試芯片的熱光調(diào)諧效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以二氧化硅為下包層的聚合物波導(dǎo)Bragg光柵的中心波長(zhǎng)在1553nm左右,3dB帶寬為0.86nm,在0V到20V的驅(qū)動(dòng)電壓范圍內(nèi),中心波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)了從1552.98nm到1546.82nm的調(diào)諧,調(diào)諧范圍為6.16nm；以ZPU44為下包層的聚合物波導(dǎo)Bragg光柵的中心波長(zhǎng)在1545nm左右,3dB帶寬為0.12nm,在0V到20V的驅(qū)動(dòng)電壓范圍內(nèi),中心波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)了從1546.88nm到1525.25nm的調(diào)諧,調(diào)諧范圍為21.63nm。波導(dǎo)光柵的透射、反射、熱光調(diào)諧等特性的測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果基本吻合,為可調(diào)諧Bragg光柵的進(jìn)一步研究奠定了良好的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：熱光調(diào)諧 聚合物波導(dǎo) Bragg光柵 納米壓印 RIE刻蝕
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN25
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 波導(dǎo)Bragg光柵研究概況8-9
• 1.1.1 波導(dǎo)光柵概述8
• 1.1.2 光纖光柵8-9
• 1.2 波導(dǎo)Bragg光柵的應(yīng)用9-10
• 1.3 聚合物波導(dǎo)Bragg光柵發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容11-14
• 第二章 波導(dǎo)Bragg光柵理論與設(shè)計(jì)14-24
• 2.1 矩形介質(zhì)波導(dǎo)14-17
• 2.1.1 馬卡提里近似解析法14-15
• 2.1.2 有效折射率法15-16
• 2.1.3 單模條件尺寸的確定16-17
• 2.2 波導(dǎo)Bragg光柵的基本原理17-18
• 2.3 波導(dǎo)Bragg光柵的設(shè)計(jì)18-22
• 2.3.1 光柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-20
• 2.3.2 調(diào)諧電極設(shè)計(jì)20
• 2.3.3 聚合物材料的選擇20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-24
• 第三章 波導(dǎo)Bragg光柵的制備工藝研究24-44
• 3.1 納米壓印技術(shù)24-28
• 3.1.1 熱壓印(HE—NIL)24-25
• 3.1.2 紫外硬化壓印(UV—NIL)25-26
• 3.1.3 微接觸壓印(uCP)26
• 3.1.4 納米壓印光柵制作工藝26-28
• 3.2 薄膜的制備28-30
• 3.3 掩膜紫外光套刻30-34
• 3.3.1 真空蒸發(fā)鍍鋁膜30
• 3.3.2 光刻工藝流程30-33
• 3.3.3 工藝參數(shù)對(duì)光刻結(jié)果的影響33-34
• 3.4 反應(yīng)離子刻蝕34-38
• 3.4.1 反應(yīng)離子刻蝕的基本原理34-35
• 3.4.2 反應(yīng)離子刻蝕工藝35-36
• 3.4.3 以SiO_2為下包層的光柵刻蝕36-37
• 3.4.4 以ZPU44為下包層的光柵刻蝕37
• 3.4.5 波導(dǎo)刻蝕工藝37-38
• 3.5 電極制作工藝38-39
• 3.6 基片的封裝與研磨39-42
• 3.6.1 芯片的封裝39-40
• 3.6.2 端面的處理40-42
• 3.6.3 粘貼電極引腳42
• 3.7 本章小結(jié)42-44
• 第四章 測(cè)試與結(jié)果分析44-52
• 4.1 光波測(cè)試系統(tǒng)44-45
• 4.2 通光測(cè)試45-47
• 4.2.1 直波導(dǎo)通光測(cè)試45-46
• 4.2.2 光柵效應(yīng)與熱光調(diào)諧效應(yīng)測(cè)試46-47
• 4.3 測(cè)試結(jié)果47-49
• 4.3.1 以ZPU44為下包層的Bragg光柵測(cè)試結(jié)果47-48
• 4.3.2 以SiO_2為下包層的Bragg光柵測(cè)試結(jié)果48-49
• 4.4 聚合物波導(dǎo)Bragg光柵存在的問題及改進(jìn)方案49-50
• 4.4.1 直波導(dǎo)插入損耗的分析及改進(jìn)方案49
• 4.4.2 聚合物波導(dǎo)Bragg光柵工作特性的分析及改進(jìn)方案49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 總結(jié)與展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-56
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文56-58
• 致謝58

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