聲表面波驅(qū)動(dòng)布拉格型波導(dǎo)聲光調(diào)制器的研究.pdf

1、布拉格型波導(dǎo)聲光調(diào)制器具有體積小、驅(qū)動(dòng)功率低、開(kāi)關(guān)速度快、設(shè)計(jì)靈活方便、便于集成等優(yōu)點(diǎn),在光頻域反射測(cè)量、調(diào)Q光纖激光器和光通信等領(lǐng)域中都有很好的應(yīng)用前景。
　　本論文首先對(duì)LiNbO3和LiTaO3中的波導(dǎo)聲光互作用進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究,為高效波導(dǎo)聲光器件的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí),針對(duì)一種新型的波導(dǎo)聲光調(diào)制器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論設(shè)計(jì)。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、首次對(duì)LiNbO3中的波導(dǎo)聲光互作用進(jìn)行了系統(tǒng)的理

2、論研究,分析了LiNbO3的切割方向、光波導(dǎo)參數(shù)、聲表面波頻率和傳播方向、導(dǎo)光波波長(zhǎng)和模式等因素對(duì)波導(dǎo)聲光互作用的影響。研究發(fā)現(xiàn)在128°旋轉(zhuǎn)Y切X傳LiNbO3(128°YX-LiNbO3)中用200MHz的聲表面波調(diào)制光場(chǎng)分布集中的TM模導(dǎo)光波時(shí)波導(dǎo)聲光互作用的效率最高,因此128°YX-LiNbO3是波導(dǎo)聲光調(diào)制器的最佳襯底材料之一。另外,XZ-LiNbO3擁有很大的波導(dǎo)聲光互作用帶寬且對(duì)導(dǎo)光波偏振狀態(tài)不敏感,可以作為波導(dǎo)聲光偏轉(zhuǎn)

3、器的襯底材料。
　　2、對(duì)AlN/128°YX-LiNbO3結(jié)構(gòu)中的波導(dǎo)聲光互作用進(jìn)行了理論研究,研究發(fā)現(xiàn)AlN薄膜材料可以提高128°YX-LiNbO3中波導(dǎo)聲光互作用的溫度穩(wěn)定性和調(diào)制速率。當(dāng)導(dǎo)光波為光場(chǎng)分布分散的TM模時(shí),AlN薄膜還可以大幅度提升波導(dǎo)聲光互作用的效率。
　　3、提出將LiTaO3作為高功率波導(dǎo)聲光互作用的襯底材料,從理論上研究了LiTaO3中的波導(dǎo)聲光互作用效率,發(fā)現(xiàn)在X切136°旋轉(zhuǎn)Y傳LiTaO3

4、(X136°Y-LiTaO3)中調(diào)制光場(chǎng)分布集中的TE模導(dǎo)光波時(shí)的效率最高。
　　4、對(duì)1.06μm的新型波導(dǎo)聲光調(diào)制器進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究,得到了6dB的插入損耗和4.3％的衍射效率。在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上對(duì)調(diào)制器的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的調(diào)制器在理論上的衍射效率達(dá)到82.8%,插入損耗降低到3dB。研究了不同邊界條件錐形波導(dǎo)在調(diào)制器中的應(yīng)用,其中指數(shù)凸型錐形波導(dǎo)的應(yīng)用很好的解決了調(diào)制器尺寸和衍射效率之間的矛盾。
　　5、