【摘要】：帶寬寬、速度快的全光通信系統(tǒng)具有重要的發(fā)展前景。相比傳統(tǒng)的電子技術(shù),光子器件對(duì)于數(shù)據(jù)交換和互連有更快的性能,光子器件的發(fā)展則是大勢(shì)所趨。布拉格光柵是光通信系統(tǒng)中不可或缺的一個(gè)重要元件,被廣泛應(yīng)用于波分多路復(fù)用(WDM)、光纖傳感器、增益平坦濾波器、光耦合器、光調(diào)制器等。聚合物波導(dǎo)布拉格光柵由于其所具有的材料選擇靈活、波導(dǎo)及光柵結(jié)構(gòu)多樣、尺寸小、制備工藝簡(jiǎn)單以及易于大規(guī)模集成的優(yōu)點(diǎn),在全光通信系統(tǒng)和集成光濾波器中有著廣泛的應(yīng)用。本論文主要對(duì)聚合物波導(dǎo)布拉格光柵進(jìn)行了理論研究設(shè)計(jì)、利用多種方法制備出聚合物波導(dǎo)布拉格光柵,并對(duì)制備的布拉格光柵濾波器進(jìn)行測(cè)試。論文根據(jù)光波導(dǎo)理論和耦合模理論,結(jié)合聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的工作原理,設(shè)計(jì)并優(yōu)化了聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的器件參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中采用紫外固化聚合物材料ZPU系列作為波導(dǎo)布拉格光柵的芯層和包層,設(shè)計(jì)了中心波長(zhǎng)在1550nm附近的的波導(dǎo)布拉格光柵結(jié)構(gòu)。此外,還對(duì)聚合物波導(dǎo)布拉格光柵的兩種制備工藝進(jìn)行了研究：(1)采用雙光束干涉法制備大面積光柵結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)、搭建并優(yōu)化了雙光束干涉曝光光路系統(tǒng)以及光柵周期結(jié)構(gòu)測(cè)試光路系統(tǒng),采用Shipley S1805作為制備光柵曝光時(shí)所用的光刻膠,對(duì)光刻膠的旋涂參數(shù)、光刻參數(shù)(曝光時(shí)間、顯影時(shí)間)進(jìn)行了研究和優(yōu)化,并在Si/SiO2襯底上制備出聚合物一階波導(dǎo)布拉格光柵并進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明其透射譜在波長(zhǎng)1624.4nm處出現(xiàn)衰減峰,衰減值為-4dB,3dB帶寬為0.3nm。 (2)通過(guò)采用高階布拉格光柵可以增大光柵周期從而降低工藝難度,采用傳統(tǒng)的接觸式光刻就能實(shí)現(xiàn)大面積的光柵結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了三階波導(dǎo)布拉格光柵：周期為1.6μm,光柵長(zhǎng)度為12mm,光柵高度為680nm,兩種波導(dǎo)截面尺寸分別為為4μm×4.2μm和5μm ×4.2μm。并采用微加工工藝流程制備了三階聚合物波導(dǎo)光柵,測(cè)試結(jié)果表明截面尺寸4×4.2μm (5×4.2μm)的諧振波長(zhǎng)為1549nm (1550.5nm),邊模抑制比為19dB(18dB),3dB帶寬為0.4nm (0.6nm),插入損耗為-7 dB,與理論設(shè)計(jì)結(jié)果符合較好。在研究和制備出均勻性光柵結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,本文還對(duì)兩種非均勻波導(dǎo)光柵進(jìn)行了研究,優(yōu)化設(shè)計(jì)了三階取樣波導(dǎo)布拉格光柵和三階切趾波導(dǎo)布拉格光柵。并對(duì)三階取樣波導(dǎo)布拉格光柵進(jìn)行制備和表征,測(cè)試結(jié)果與理論模擬符合較好。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN713

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本文編號(hào)：2786151