阵列波导器件对准耦合算法研究

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1、分类号UDCTHl6162l硕士学位论文密级金亚编号!Q533阵列波导器件对准耦合算法研究CouplingandAlignmentAlgorithmResearchonArrayWaveguideDevices作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：祝孟鹏机械工程微纳制造机电工程学院段吉安教授论文答辩日期趋l；：皇：丝答辩委员会主席中南大学二O一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使

2、用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：鎏叁趱日期：业年』月王日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。：幽L年一鱼月上日阵列波导器件对准耦合算法研究摘要：集成光子器件是下一代全光网络通信系统的关键部件，主要用于光信号的转换和传输。在光通信系

3、统高速发展的今天，对集成光子器件的需求越来越大，对器件的质量要求也越来越高。目前，集成光子器件的制造成本主要集中在封装过程中，而封装过程的关键技术则是光子器件的耦合对准，所以高效对准算法的提出以及对准过程中的工艺研究对集成光子器件的成本降低和质量提高有重要意义。首先，本文根据单模光纤一波导的模场分布规律和耦合理论，提出了一套简单合理实用性较强的手动封装工艺；提出了一种阵列波导器件自动化封装设备的结构设计，并根据此设备提出了阵列波导器件自动化封装工艺流程。本文研究了粒子群算法在对准过程中的应用，仿真分析证明这是一种优秀的搜索算法：把单模光纤一波导的模场分布规律和耦合理论应用到阵列波导器件的耦合对

4、准过程中，提出了基于模型的解析解对准算法、基于模型的插值拟合对准算法以及基于模型的最小二乘拟合对准算法，并对这些算法进行仿真分析，根据结果分析各种基于模型的算法在搜索过程中的性能。完成了粒子群算法、基于模型的对准算法的实验分析。实验证明基于模型的算法可以在平台移动20步以内搜索到具有较高耦合效率的目标位置，但是搜索结果的稳定性不足，基于模型的最小二乘拟合对准算法与爬山法的复合算法可以克服这一缺点，具有良好的工程应用价值。图47幅，表29个，参考文献66篇关键词：阵列波导器件；单模阵列光纤；封装工艺；对准算法分类号：THl61IICouplingandalignmentalgorithmrese

5、archonarraywaveguidedevicesAbstract：Integratedphotonicdevicesarekeycomponentofthenextgenerationofallopticalnetworkcommunicationsystem，whichmainlyusedfortheconversionandtransmissionoftheopticalsignal．Thedemandforintegratedphotonicdevicesisgrowingrapidlywiththedevelopmentofopticalcommunicationsystem，a

6、ndtherequirementforthequalityofthedeviceishigherandhigher．Currently,themanufacturingcostoftheintegratedphotonicdevicesismainlyconcentratedinthepackagingprocess，asthealignmentandcouplingofthephotonicdevicesisthekeytechnologiesofthepackagingprocess，SOastoreducesthecostandimprovethequalityofintegratedp

7、hotonicdevicestheproposedofnewefficientalignmentcraftandsearchalgorithmisofgreatsignificance．Firstly,asetofsimpleandreasonablemanualpackagingprocessisputtedforwardbasedonthedistributionandcouplingtheo