基于激光直寫法的高聚物微光學(xué)器件設(shè)計(jì)及制作.pdf

1、集成光學(xué)的概念是在上世紀(jì)70年代末期被提出來的，在這之后過去的幾十年時間當(dāng)中經(jīng)歷了飛速的發(fā)展。集成光學(xué)器件所拓展到的領(lǐng)域也涉及了很多方面，從最初的光通信行業(yè)到諸如生物醫(yī)學(xué)、檢測應(yīng)用等等分支，已經(jīng)成為現(xiàn)代通訊，醫(yī)療等領(lǐng)域的重要構(gòu)成。隨著需求量的不斷攀升，如何通過改進(jìn)集成光學(xué)器件的制作工藝來提高生產(chǎn)效率，降低制作成本等愈發(fā)成為研究的焦點(diǎn)。高聚物(polymer)以其獨(dú)特的光學(xué)特性和低廉的成本出現(xiàn)在各研究機(jī)構(gòu)的視野當(dāng)中，隨著利用其作為基本材料

2、研究的流行，高聚物在微光器件的相關(guān)領(lǐng)域中占據(jù)了極為顯著的地位。
　　 本文正是基于這樣一個大的背景趨勢，針對以UV感光高聚物為材料的微光學(xué)器件展開研究工作，主要的內(nèi)容分為兩個方面：
　　 a).針對短距離光通信當(dāng)中光學(xué)互連需求，設(shè)計(jì)并制作了一種基于高聚物的次級非對稱分叉結(jié)構(gòu)多模光功率分配器。
　　 b).利用波導(dǎo)光學(xué)知識與測量檢測原理相結(jié)合，設(shè)計(jì)制作了一種基于高聚物的四光束濁度傳感單元。
　　 在第一部分

3、的研究當(dāng)中，具體工作主要包含以下幾點(diǎn)：
　　 1.在傳統(tǒng)分配器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，舍棄原來的小角度直線型Y分叉，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中創(chuàng)新性地采用全圓弧的新型分叉。
　　 2.為了克服多模波導(dǎo)中光功率模式分布不確定的障礙，在分配器次級分叉的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)引入非對稱因素從而實(shí)現(xiàn)多模光的均勻分配，利用光束傳輸法實(shí)現(xiàn)級聯(lián)型功率分配器的設(shè)計(jì)，并總結(jié)出系列器件結(jié)構(gòu)的幾何經(jīng)驗(yàn)公式。
　　 3.組建激光直寫平臺，采用UV直寫手段，利用UV固化型感

4、光高聚物為基本材料制作出分配器樣品，并以通光實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)所獲得器件的實(shí)際功率分配效果。
　　 對于第二部分的研究，開展了如下內(nèi)容所示的工作：
　　 1.基于四光束濁度測量原理，構(gòu)建了利用條形波導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)的濁度傳感單元基本結(jié)構(gòu)，通過光束傳輸法計(jì)算確定所需波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的參數(shù)。
　　 2.采用激光直寫法對設(shè)計(jì)的單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速加工成型，獲得相對微型化的傳感器單元，并通過光束追跡法對實(shí)際獲得的波導(dǎo)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 3.搭