有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料光學(xué)性質(zhì)及其可調(diào)控光波導(dǎo)器件.pdf

1、將不同功能的光學(xué)元件集成在一起獲得多功能、高集成度的集成光學(xué)回路是光子學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。材料是集成光學(xué)的基礎(chǔ),材料各方面的性能決定了集成光學(xué)器件能夠?qū)崿F(xiàn)的器件功能和器件集成度。對(duì)給定的材料體系,選擇適當(dāng)?shù)钠骷?gòu)型可起到充分利用材料特性的作用。因此,新材料與新器件構(gòu)型是集成光學(xué)研究的重要內(nèi)容。本博士論文圍繞“有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料光學(xué)性質(zhì)及其可調(diào)控光波導(dǎo)器件"這個(gè)課題,結(jié)合復(fù)合材料兼?zhèn)溆袡C(jī)材料加工性強(qiáng)、光學(xué)特性突出和無(wú)機(jī)材料穩(wěn)定性強(qiáng)的雙重優(yōu)點(diǎn),采

2、用新設(shè)計(jì)的特殊光波導(dǎo)構(gòu)型,開(kāi)展了一系列工作。主要內(nèi)容包括有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料的制備與表征,多功能多模干涉(multimodeinterference,MMI)波導(dǎo)器件設(shè)計(jì),可調(diào)控波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)與制備等。特別對(duì)于多功能波導(dǎo)器件設(shè)計(jì),可調(diào)控波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)與制備,有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合光學(xué)材料中殘余羥基導(dǎo)致1550 am波段損耗這三個(gè)學(xué)術(shù)界相當(dāng)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究與探討。取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果如下:
　　1.提出多模干涉(MMI)波導(dǎo)

3、器件可以用于設(shè)計(jì)和制備多功能的光子學(xué)器件,是一個(gè)更智能的器件設(shè)計(jì)平臺(tái)。設(shè)計(jì)了有四個(gè)功能的可調(diào)控三通道MMI波導(dǎo)光分束器。在C波段,附加損耗好于-0.45 dB,消光比好于-29.0 dB,非均勻度好于0.08 dB,偏振相關(guān)損耗好于0.14 dB。將多個(gè)器件級(jí)聯(lián),可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)控的1×1～1×37光分束器。另外還設(shè)計(jì)了單個(gè)MMI器件實(shí)現(xiàn)的可調(diào)控的1×1～1×5的光分束器,進(jìn)一步說(shuō)明了MMI適用于設(shè)計(jì)與制各多功能的集成光子學(xué)器件。
　

4、　2.設(shè)計(jì)并制備出一種新的緊湊型非對(duì)稱1×2MMI光開(kāi)關(guān)波導(dǎo)器件,通過(guò)將MMI波導(dǎo)的一輸出端移至邊界,在保持器件高消光比性能的同時(shí),進(jìn)一步縮小了器件尺寸。采用有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料制各的該類器件,MMI長(zhǎng)度僅為2 mm,在1550 nm,響應(yīng)時(shí)間小于4.5 ms,開(kāi)關(guān)功耗52 mw,消光比好于20 dB。此外,還制備出8路可變光衰減器陣列和長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵可調(diào)濾波器,使得有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料在光波導(dǎo)器件方面的應(yīng)用得到了很大的擴(kuò)展。
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