半导体光放大器的耦合及封装

《半导体光放大器的耦合及封装》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文摘要半导体光放大器(SOA)既可以用于光传输系统中的前置放大、线路放大和助推放大，又可以用于构成光开关、波长转换器等器件，同时还易于大规模集成，因此对未来的全光高速通信网必将产生深远的影响。然而，与单模光纤耦合时，对准容差较小，封装时光纤微小的位移都会极大地影响耦合效率和器件的性能。本文首先论述了SOA封装的重要意义，接着从耦合封装中的两个关键技术入手，即光纤表面金属化和激光焊接时构件变形两个方面，总体上阐述了本论文的研究内容。在论述光纤表面金属化方面，简述了光纤表面金属化的必要性，并进行了化学镀镍实验研究，找到了理想的化学配方和实验方案，获得了

2、满意的实验效果。在研究激光焊接产生的构件变形方面，首先为有限元分析提供了焊接温度场和应力场的数学模型，列举了Invar合金、Kovar合金的物理参数，和左右焊点激光束能量对比的三种情况，以及提供了两种焊接紧固件结构(即n型和U型)的几何模型。接着，利用了ANSYS软件，模拟计算了紧固件在很多种情况下的焊后位移。对于Invar和Kovar合金，分析了焊接能量不平衡对位移产生的影响，发现选择Invar合金作为紧固件材料比选择Kovar材料带来的焊后位移要小得多。而且对比分析了Q型和u型紧固件，结果发现Invar材料的u型紧固件在焊后位移最小。在实验当中利用单束YAG激光焊接

3、，通过Kovar材料的Q型紧固件来固定两根平端面单模光纤进行耦合，发现紧固件在焊后的变形趋势与模拟计算的结果非常吻合，并且模拟计算的变形结果和实验结果相差比较小。关键词：SOA化学镀有限元ANSYS焊接变形焊后位移温度场应力场I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTSemiconductoropticalamplifiers(SOAs)cannotonlybeusedasthepreampifier,in—lineamplifierandpostamplifierintheopticaltransmissionsystems，butalsobeusedtoformso

4、meotheropticaldevices，suchasopticalswitches，wavelengthconververters．AndSOAiseasytointegratewithothersemiconductordevices．SoSOAwillplayanimportantroleinthefutureall-opticalhighspeednetworks．However，oneofthedifficultproblemsisthatSOA’Salignmenttosingle-mode-fiher(SMF)．Eventheminorshiftofth

5、eSMFmayreducethecouple—efficiencyanddeterioratethecomponent’Scapabilityobviously．InthethesisthesignificanceofSOApackagingisclarifiedatfirst．Thetwokeytechnologiessuchaspigtailfibermetalizationandthepost-weld—shifl(PWS)inlaserweldingarereviewed．Thenecessityofpigtailfibermetalizationisdepic

6、ted．Theelectroless—nickel-platingexperimentsaremade，andtheoptimalchemicalsolutionforplatingisfound．Themathematicalmodelsoftemperatureandstessfieldforlaserweldinginordertousethefiniteelementmethodaregiven．PhysicalparametersofKovarandInvaralloyarelisted．Threedifferentenergycategoriesforlas

7、erwelding，andtwodifferentweldingworkpiestructuresareillustrated．NumericalsimulationsofPWSareperformedbyusingANSYSsoftware．TheeffectsofthelaserweldingenergydifferencebetweentwosidesatworkpiecewithbothInvarandKovaralloyareanalyzed．It’SshownthattheInvaralloyastheweldingworkp