高速有机聚合物波导热光开关的研制.pdf

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1、乘兩？：ｋ聲麻寺Ｉ爹咎东高速有机巧合物波导热光开关的研制专业名觀光学工程研究生姓名：李曼青导师姓名一；崔平教授胡国华副教授Ｈ－ＳＴＵＤＹＯＮ扭ＧＳＰＥＥＤＯＲＧＡＮＩＣＰＯＬＹＭＥＲＷＡＶＥＧＵＩＤＥＴＨＥＲＭＯ－ＯＰＴＩＣＡＬＳＷＩＴＣＨＥＳＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒＡｉｃＤｒｅｅｆＭａｆＥｎｉｎｉｎｔｈｅｃａｄｅｍｅｇｏｓｔｅｒｏｇｅｅｒｇＢＹＬＩ－Ｍａｎ

2、ｑｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＰｒｏｆｅｓｓ饥－ＣＵＩＹｉｐｉｎｇＡｎｄＰｒｏ佐巧ｏｒ－Ａ巧ｏｃｉａｔｅＨＵＧｕｏｈｕａＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｒｃｈ２０１５东南大学学位论文独创性声明。尽我所知本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，也不包含为获，论文中不包含其他

3、人已经发表或撰写过的研巧成果一得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示Ｉ谢意。ｒ研巧生签名：是专曰期：卢心东巧大学学位论文使用授枚声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，一可、缩。致。！＾＾采用影印印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质论文的内容相除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借网，可布（包括＆电子信息形式刊登）论文的

4、全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。一＊？曰期作？Ｌ？研究生签名葦馬导师寐名＾：７＾以ｍ摘要在全光网洛中有很多种光交换技术，包括二维或者Ｈ维的微型光机电奈统（ＭＯＥＭＳ）、波导结构，、液晶、声光等光开关。其中波导光开关是基于折射率的控制一一或者吸収变化来影响光的传输，具有定的经济性。若将多个光开关单元器件集成在个基片上，则可Ｗ减少单个功能的成本。，同时提高了稳定性波导热光开关是利用热光效应调制折

5、射率的器件，具有尺寸小，可扩展性大的特点，而它的低串扰和低插损特性适用于绝大多数光交换技术的应用。有机聚合物材料具有热光系数大的突出优势，可Ｗ实现相位调制所需的低功耗。同时材料的传输损耗小、制备工艺简单，成本低廉，有着非常广阔的市场前景一，成为类极具研巧吸引力的集成光波导材料。本文首先阐巧了热光开关的工作原理，然后选用韩国ＣｈｅｍＯｔｐｉｃｓ公司的紫外固化氣化丙嫌酸醋类ＺＰＵ系列材料，利用有效折射率法、光束传播法对聚合物热光开关进行了设计和优化。分别设计出了基于聚合物下包比及

6、基于二氧化巧下包的ＭＭＩ型热光开关，同时对结构尺寸进行了优化，并分别计算了两种结构的开关时间响应特性。接着，本文利用旋转涂覆、光刻、刻蚀等工艺流程分别制备出了这两种类型的聚合物热光开关器件。提出了通过预甩上包来降低Ａ１掩膜引起的传输损耗，并在实验上证实了该方案的可行性并达到了预期效果。本文分别对这两种波导器件的静态和动态特性进行了测试。２热光开关插入损耗小于９得到聚合物下包レ．４化，串扰大于１９．３犯，开关时间小于．１５ｍｓ二１。热光开关插入损耗小于９９姐１；氧化桂下包．，串

7、扰大于１６．５姐，开关时０６５ｍ间小于．ｓ。试验结果表明，利用二氧化娃材料作下包层，能够大大提高开关速度。本文最后还利用光开关单元级联实现了二氧化娃下包的ｘ４１热光开关阵列的设计与制备。测试结果为：插入损耗小于１２．９姐，串扰大于１８．５化。实验测试结果很好地验证了设计的思想。关键词，，：热光开关聚合物ＭＭＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＩｌｌ－ｔｎｔｈｅａｏｉｃａｌｎｅｈｅｒｅａｒｅｍａｎＯｉｃａｔｗｏｒｋｌｓｗｉｃｈｉｎ１；ｅｃｈｎｏｏｉｎｃ

8、ｕｄｎｐ，ｔｙｔｔｇｌｇｅｓｉｌｉｐ，ｇ－－－－ｉｍｔｗｏｄｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｒｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｉｃｒｏｅｌｅｃｏｍｅｃｈａｎｓｅｍｓＭＯＥＭ＾ｌｔｒｉｃａｌｓｙｔ（，－ｗａｖｅｕｉｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｌｉｕｉｄｃｒｓｔａｉｌｉｈｅｈｅｍｈｅｉｌａｃｏｕｓｔｏｏｔｃａｓｗｔｃｓ．Ａｍｏｎｔｔｗａｖｅｕｄｅｇ，，ｑｙｐｇ，ｇｓｗｃｈｅｏ打ｃｈａｎｉｎａｂｓｏｂａｎｃｅｏｉｖｅ打ｄｅｘｏａｆｅｃｅｔｒ