聚合物波導(dǎo)布拉格光柵濾波器的研究.pdf

1、帶寬寬、速度快的全光通信系統(tǒng)具有重要的發(fā)展前景。相比傳統(tǒng)的電子技術(shù)，光子器件對(duì)于數(shù)據(jù)交換和互連有更快的性能，光子器件的發(fā)展則是大勢(shì)所趨。布拉格光柵是光通信系統(tǒng)中不可或缺的一個(gè)重要元件，被廣泛應(yīng)用于波分多路復(fù)用(WDM)、光纖傳感器、增益平坦濾波器、光耦合器、光調(diào)制器等。聚合物波導(dǎo)布拉格光柵由于其所具有的材料選擇靈活、波導(dǎo)及光柵結(jié)構(gòu)多樣、尺寸小、制備工藝簡(jiǎn)單以及易于大規(guī)模集成的優(yōu)點(diǎn)，在全光通信系統(tǒng)和集成光濾波器中有著廣泛的應(yīng)用。本論文主要

2、對(duì)聚合物波導(dǎo)布拉格光柵進(jìn)行了理論研究設(shè)計(jì)、利用多種方法制備出聚合物波導(dǎo)布拉格光柵，并對(duì)制備的布拉格光柵濾波器進(jìn)行測(cè)試。
　　論文根據(jù)光波導(dǎo)理論和耦合模理論，結(jié)合聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的工作原理，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的器件參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中采用紫外固化聚合物材料ZPU系列作為波導(dǎo)布拉格光柵的芯層和包層，設(shè)計(jì)了中心波長(zhǎng)在1550nm附近的的波導(dǎo)布拉格光柵結(jié)構(gòu)。此外，還對(duì)聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的兩種制備工藝進(jìn)行了研究:(1)采用雙光束

3、干涉法制備大面積光柵結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)、搭建并優(yōu)化了雙光束干涉曝光光路系統(tǒng)以及光柵周期結(jié)構(gòu)測(cè)試光路系統(tǒng)，采用ShipleyS1805作為制備光柵曝光時(shí)所用的光刻膠，對(duì)光刻膠的旋涂參數(shù)、光刻參數(shù)（曝光時(shí)間、顯影時(shí)間）進(jìn)行了研究和優(yōu)化，并在Si/SiO2襯底上制備出聚合物一階波導(dǎo)布拉格光柵并進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明其透射譜在波長(zhǎng)1624.4nm處出現(xiàn)衰減峰，衰減值為-4dB，3dB帶寬為0.3nm。(2)通過(guò)采用高階布拉格光柵可以增大光柵周期從而降

4、低工藝難度，采用傳統(tǒng)的接觸式光刻就能實(shí)現(xiàn)大面積的光柵結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了三階波導(dǎo)布拉格光柵:周期為1.6μm，光柵長(zhǎng)度為12mm，光柵高度為680nm，兩種波導(dǎo)截面尺寸分別為為4μm×4.2μm和5μm×4.2μm。并采用微加工工藝流程制備了三階聚合物波導(dǎo)光柵，測(cè)試結(jié)果表明截面尺寸4×4.2μm（5×4.2μm）的諧振波長(zhǎng)為1549nm（1550.5nm），邊模抑制比為19dB(18dB)，3dB帶寬為0.4nm(0.6nm)，插入損耗為-7