含氟聚酰亞胺聚合物光波導(dǎo)的制備和性能研究.pdf

1、作為集成光學(xué)的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)得到了廣泛的研究。制作光波導(dǎo)的材料有很多，其中高分子聚合物具有傳輸損耗低、耐高溫、熱光系數(shù)高、熱傳導(dǎo)率低、造價低廉等優(yōu)點(diǎn)而被重點(diǎn)研究。本文主要是用旋涂法在石英玻璃上制各了具有剛性鏈節(jié)(PMDA)和半柔性鏈節(jié)(BTDA)的含氟(6FDA)聚酰亞胺光波導(dǎo)。本論文的研究內(nèi)容主要為以下幾個方面:
　　 首先詳細(xì)地推導(dǎo)了薄膜波導(dǎo)的模式理論公式，分析了波導(dǎo)折射率和厚度的測量方法，即棱鏡耦合法;然后系統(tǒng)地介紹了

2、波導(dǎo)制備和測試的一系列流程，包括清洗基片、配制聚酰胺酸溶液、旋涂薄膜、退火、測試等。
　　 其次本文實(shí)驗(yàn)第一部分制備了溶質(zhì)為ODA+6FDA/PMDA的剛性含氟聚酰亞胺薄膜，第二部分制備了溶質(zhì)為ODA+6FDA/BTDA的半柔性含氟聚酰亞胺薄膜;通過大量的實(shí)驗(yàn)討論了退火溫度、氟離子濃度、退火時間和旋轉(zhuǎn)速度對所制備波導(dǎo)性能的影響，并且得到了波導(dǎo)性能和工藝參數(shù)之間的關(guān)系。氟離子濃度、退火溫度、退火時間主要影響波導(dǎo)的折射率;而旋轉(zhuǎn)速度

3、主要影響波導(dǎo)的厚度。根據(jù)不同的溶質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和不同的成分混合比例，在完成熱亞胺化之后，波導(dǎo)折射率隨溫度的變化趨勢不同。在這時折射率隨濃度變化呈現(xiàn)線性關(guān)系;而在熱亞胺化完成之前并不呈現(xiàn)線性關(guān)系。觀察到縮短退火時間可以提高完成熱亞胺化的溫度。經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)得到了薄膜厚度與旋涂轉(zhuǎn)速的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　 最后用垂直堆砌多層結(jié)構(gòu)的方法，在石英玻璃基片上甩膠四次制得了表面光滑并且厚度較厚的光波導(dǎo)，這樣既降低了散射損耗，又可以制得不同厚度的薄膜來