聚合物集成光波導(dǎo)陀螺諧振環(huán)的設(shè)計(jì)和工藝研究.pdf

1、集成光波導(dǎo)諧振環(huán)是組成集成光波導(dǎo)陀螺器件的核心敏感元件，是集成光學(xué)領(lǐng)域備受研究的熱點(diǎn)之一。本論文的主要工作是聚合物集成光波導(dǎo)陀螺諧振環(huán)的設(shè)計(jì)、工藝制備以及器件的通光測試。 目前國內(nèi)外針對聚合物諧振環(huán)器件和應(yīng)用方面展開了很多研究工作，很多聚合物材料也相繼報(bào)道，在陀螺諧振環(huán)器件的應(yīng)用上，要求材料具有良好的熱穩(wěn)定性、加工性和較低的傳輸損耗。材料的選取、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及加工過程是研制低損耗集成光波導(dǎo)陀螺諧振環(huán)的關(guān)鍵所在。本論文選用了新型的

2、聚碳酸酯材料，它同傳統(tǒng)的聚碳酸酯相比具有傳輸損耗低、熱穩(wěn)定性高、與襯底黏附力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并利用該材料開展了諧振環(huán)器件的設(shè)計(jì)和工藝研究等工作。 （1）首先介紹了光學(xué)陀螺的發(fā)展背景及集成光學(xué)諧振環(huán)的基本結(jié)構(gòu)和研究現(xiàn)狀，并闡述了諧振式集成光學(xué)陀螺的基本原理，分析了諧振環(huán)的傳輸特性。設(shè)計(jì)了MMI（多模干涉耦合）諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，波導(dǎo)采用脊形和條載形結(jié)構(gòu)，在1550nm下均為單模傳輸。K9玻璃同時(shí)作為波導(dǎo)的襯底和下包層，聚碳酸酯和NOA61分別作

3、為波導(dǎo)的傳輸層和上包層材料。 （2）研究了器件的工藝制備，并重點(diǎn)對脊形器件的制備過程進(jìn)行了詳細(xì)深入的實(shí)驗(yàn)研究，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，利用旋轉(zhuǎn)涂覆、光刻或刻蝕、研磨拋光等工藝技術(shù)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)、分析和改進(jìn)，總結(jié)出優(yōu)化的工藝參數(shù)，制備了較高質(zhì)量的脊形波導(dǎo)及條載形波導(dǎo)諧振環(huán)樣品。分析了影響聚碳酸酯薄膜質(zhì)量的因素，探討了光刻工藝中出現(xiàn)的問題和解決方案。 （3）通過對比脊形和條載波導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用脊形波導(dǎo)器件進(jìn)行了632．8nm波長