光學微納米線的低損耗粘合及器件應用.pdf

1、在當今光子器件小型化和集成化的發(fā)展趨勢下，微納光子器件的研制和應用已經(jīng)成為光子學領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。光學微納米線作為微納光子器件的基本組成單元，具有優(yōu)良的光波導特性，能有效地束縛光場，傳輸損耗較低，同時具有較強的倏逝場，已被用來制作各種類型的微型干涉儀、諧振腔和激光器等光子器件。但目前用這些光學微納米線研制的光子器件多數(shù)都依賴襯底摩擦力或者范德華力來維持其結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差，不利于器件的進一步實用化。本論文提出了一種利用聚合物納米線來粘合

2、光學微納米線的新型技術(shù)，研究了所得粘合區(qū)的光學損耗、機械強度和溫度穩(wěn)定性，并利用這種技術(shù)制作了多種無源和有源微光子器件。
　　在本文的第一部分，我們介紹了這種聚合物粘合技術(shù)的具體實現(xiàn)方法，并研究了其各項性能參數(shù)。實驗結(jié)果表明此方法形成的粘合區(qū)具有較高的機械強度和熱穩(wěn)定性，在1550nm波長處單次粘合引入的損耗低至0.51 dB。與現(xiàn)有的其他方法相比，這種技術(shù)不僅非常易于實現(xiàn)，而且是一種通用型方法，不受光學微納米線的材料限制，兼具穩(wěn)

3、定性和靈活性。
　　在本文的第二部分，我們應用聚合物粘合技術(shù)制作了多種粘合式微光纖器件，包括微光纖環(huán)形諧振腔、Mach-Zehnder干涉儀以及Sagnac環(huán)形鏡，并對其輸出光譜進行了分析，三者均表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和較好的性能。聚合物粘合技術(shù)在維持微光纖器件原有性能的前提下，粘合區(qū)域微小并可控，有效提高了器件應用的靈活性和在復雜環(huán)境下的穩(wěn)定性。
　　在本文的第三部分，我們介紹了用聚合物粘合技術(shù)制作的CdS納米線自由環(huán)激光器，

4、比較了納米線激光器在開環(huán)、閉環(huán)和粘合后的閉環(huán)三種形態(tài)下的激光光譜和閾值，結(jié)果表明粘合后的閉環(huán)激光器具有更優(yōu)秀的諧振特性和相對較低的激光閾值。更為重要的是，粘合后的微環(huán)可以脫離襯底后轉(zhuǎn)移到液體環(huán)境中，并依然能穩(wěn)定工作。同時徼環(huán)也具有相當高的穩(wěn)定性，能承受一定程度的形變。
　　本論文提出的聚合物粘合技術(shù)把基于光學微納米線的微光子器件從初始襯底上解放出來，將其應用領(lǐng)域拓寬到更復雜多變的環(huán)境，且適用于多種類型材料的納米線，對微納光纖和納米