一種集成光波導(dǎo)熱光可調(diào)諧濾波器的電極研究與設(shè)計.pdf

1、在現(xiàn)代光通信系統(tǒng)中，波分復(fù)用（WDM）技術(shù)被廣泛采用。作為WDM技術(shù)的重要組成部分，光濾波器是未來實現(xiàn)全光通信的關(guān)鍵器件。在目前提出及研究的光濾波技術(shù)中，以平面光波光路（PLC）工藝為基礎(chǔ)的平面波導(dǎo)諧振腔型濾波器得到了廣泛關(guān)注和研究。本文針對一種新型環(huán)形腔波導(dǎo)熱光可調(diào)諧濾波器的電極進行分析與設(shè)計。器件材料選用Er3+/Yb3+共摻磷酸鹽玻璃，可以對1550nm波段的光信號進行放大，補償波導(dǎo)的傳輸損耗。在波導(dǎo)上方覆蓋金屬電極作為熱源，利用

2、材料的熱光效應(yīng)對濾波波長進行調(diào)諧。
　　本文以電極的熱場分析為中心，進行了如下工作：1）根據(jù)熱傳導(dǎo)基本理論，建立了電極熱場的計算模型，用解析法得到了矩形電極的溫度分布，分析了影響器件溫度分布的因素；通過和單電極的比較，提出雙電極設(shè)計模型，論證了雙電極的溫度優(yōu)勢；2）介紹了有限差分法求解復(fù)雜電極熱場溫度分布的思路，討論并確定了最佳的數(shù)值解法；通過數(shù)值法和解析法的比較，發(fā)現(xiàn)了用解析法描述熱場模型的局限性；比較了弧形和矩形電極的溫度分布

3、；運用時域有限差分法分析了器件的熱場動態(tài)響應(yīng)特征，得到了器件的加熱和散熱曲線，論述了提高器件響應(yīng)速度的方法；3）根據(jù)環(huán)形腔濾波特性和模擬得到的溫度場，分析了熱光效應(yīng)造成的濾波峰值波長的位移，討論了電極和波導(dǎo)間相對位置的變化對濾波峰值波長偏移的影響；4）在實驗方面，確定了電極和緩沖層的材質(zhì)、厚度及制作工藝，用真空蒸發(fā)技術(shù)制作了電極薄膜；用離子交換法制作了平板和溝道波導(dǎo)；用棱鏡耦合法分析了離子交換工藝條件對平板波導(dǎo)折射率分布的影響，提出了改