玻璃基多模干涉型集成光学器件研制

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网络化的通信结构是信息化社会的必然发展趋势.FTTP/FTTH的发展将极大地带动整个光通信市场的发展.为了满足光纤通信随着现代社会不断提升的信息化程度向更高速率、更大容量方向发展的要求,人们对构成光纤通信系统和网络的重要而关键的组成部分——光器件的研究和开发提出了更进一步的要求.基于自映像效应的多模干涉型器件具有结构紧凑、低的插入损耗、制作工艺简单和容差性好等特点,成为集成光学器件中具有广泛应用前景的重要器件,近年来深受国内外研究人员的普遍关注.多模干涉结构不仅可以独立完成许多集成光学器件功能,如光功分器或光耦合器、光开关、模式分离器和模式转换器等,同时又可作为某些功能性模块的重要组成部分,如波长选择性光开关、环形激光器、相干光横向滤波器和多波长光源发射器等.本论文首先对光网络中的重要集成光学器件如光开关等的研究现状进行了综述,随后系统地概括了目前国内外对多模干涉型器件的研究进展和玻璃基集成光学器件制作工艺的研究进展.基于实验室的现有条件,本论文着重展开了对离子交换法制作的玻璃基MMI型N×N光耦合器、1×N光功分器和MMI结构聚合物热光型器件的理论与实验研究.多模干涉型器件的前期研究工作主要是集中在阶跃型折射率分布的光波导,但集成光学中有一大部分波导结构是渐变型折射率分布的,如集成光学最早使用的玻璃基集成光学器件和目前商业化程度较高的铌酸锂集成光学器件等.通过对渐变型折射率分布的多模波导中自映像效应的理论研究,设计并利用离子交换法制作了玻璃基MMI型N×N光耦合器和1×N光功分器.测试结果表明渐变型折射率分布情况下的多模干涉型器件的良好性能.另外对MMI结构的聚合物热光器件进行了理论分析与器件设计和工艺制作,测试结果表明MMI结构在光开关和一些功能性模块中的应用可以获得较好的器件性能.目前,多种材料和结构的多模干涉型器件的研制受到国内外的广泛关注,今后将有更多、更新的理论和器件研究成果出现.

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作者
李霞;
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作者单位

浙江大学;

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授予单位浙江大学;
学科微电子与固体电子学
授予学位硕士
导师姓名王明华;
年度 2005
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类集成光学器件;
关键词
网络化; 通信结构; 多模干涉型器件; 光网络;

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