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文檔簡介
1、隨著光通訊、光計算和光傳感等的迅猛發(fā)展,方便廉價地制作高集成度的光子器件已成為越來越迫切的需求。由于具備光場約束能力強、傳輸損耗低、大比例倏逝波傳輸、亞波長直徑長距離相干傳輸、大波導色散和高表面能量密度等良好的光學特性,微納光纖已成為構筑小尺寸光子器件的理想材料,近年來引起了越來越多研究者的青睞。 本文的研究采用性能優(yōu)異且價格低廉的聚合物作為材料,通過一步拉制法制作聚合物微納光纖,研究它們的光學傳輸性能,并利用這些聚合物微納光纖
2、組裝各種光子器件,探討它們在光學方面的潛在應用。研究結果概括如下: (1)聚合物微納光纖:所研究的聚合物微納光纖是通過一步拉制法,從聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)溶液或熔融態(tài)的聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中拉制所得。通過光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀測,發(fā)現(xiàn)這些聚合物微納光纖具有良好的表面光滑度和直徑均勻性,且機械性能比較好,直徑小至205 nm。利用精密波導調節(jié)架實現(xiàn)倏逝波耦合,發(fā)現(xiàn)聚合物微納光纖具有良好的光傳輸性能,非常適合于
3、構筑光子器件。 (2)三維光子器件:利用顯微操作系統(tǒng),將聚合物光纖在三維空間內交叉疊加,組裝出了2×2、3×3、三角形、不等號形和井字形等結構,并通過倏逝波耦合,研究了光在這些結構中的傳輸和分配情況,實驗表明這些小尺寸結構具有較低的插入損耗(低至0.76 dB),可以在三維空間內實現(xiàn)光的傳輸與分配。此外,還利用Rsoft軟件模擬了兩根聚合物光纖間的耦合情況,定量研究了耦合效率與交叉角度或線間距離的關系。 (3)全光邏輯器
4、件:研究了3×3結構的三維構形,利用Rsoft軟件模擬發(fā)現(xiàn),當光從不同端口輸入時,端口的輸出情況將發(fā)生不同的變化,不同的輸入狀態(tài)對應不同的輸出狀態(tài),可用于實現(xiàn)簡單的全光編碼功能。對這種3×3三維結構的倏逝波耦合實驗,也驗證了軟件模擬的結果。這種異于平面3×3結構平均分光的現(xiàn)象,將有望用于線基全光邏輯器件。 (4)光散射陣列:隨著聚合物光纖間交叉角度的增大,光在交叉點的散射將逐漸增強。采用多根聚合物光纖大角度地交叉疊加,構筑了多個
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