有機-無機復合材料光學性質及其可調控光波導器件.pdf

1、將不同功能的光學元件集成在一起獲得多功能、高集成度的集成光學回路是光子學發(fā)展的趨勢。材料是集成光學的基礎,材料各方面的性能決定了集成光學器件能夠實現(xiàn)的器件功能和器件集成度。對給定的材料體系,選擇適當?shù)钠骷嬓涂善鸬匠浞掷貌牧咸匦缘淖饔?。因?新材料與新器件構型是集成光學研究的重要內容。本博士論文圍繞“有機/無機復合材料光學性質及其可調控光波導器件"這個課題,結合復合材料兼?zhèn)溆袡C材料加工性強、光學特性突出和無機材料穩(wěn)定性強的雙重優(yōu)點,采

2、用新設計的特殊光波導構型,開展了一系列工作。主要內容包括有機/無機復合材料的制備與表征,多功能多模干涉(multimodeinterference,MMI)波導器件設計,可調控波導器件的設計與制備等。特別對于多功能波導器件設計,可調控波導器件的設計與制備,有機/無機復合光學材料中殘余羥基導致1550 am波段損耗這三個學術界相當關注的熱點問題進行了深入的研究與探討。取得的主要創(chuàng)新性研究成果如下:
　　1.提出多模干涉(MMI)波導

3、器件可以用于設計和制備多功能的光子學器件,是一個更智能的器件設計平臺。設計了有四個功能的可調控三通道MMI波導光分束器。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,偏振相關損耗好于0.14 dB。將多個器件級聯(lián),可以實現(xiàn)可調控的1×1～1×37光分束器。另外還設計了單個MMI器件實現(xiàn)的可調控的1×1～1×5的光分束器,進一步說明了MMI適用于設計與制各多功能的集成光子學器件。
　

4、　2.設計并制備出一種新的緊湊型非對稱1×2MMI光開關波導器件,通過將MMI波導的一輸出端移至邊界,在保持器件高消光比性能的同時,進一步縮小了器件尺寸。采用有機/無機復合材料制各的該類器件,MMI長度僅為2 mm,在1550 nm,響應時間小于4.5 ms,開關功耗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周期波導光柵可調濾波器,使得有機/無機復合材料在光波導器件方面的應用得到了很大的擴展。
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