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本文利用有机材料PMMA基片作为衬底,研制了一种全聚合物热光波导开关阵列器件.在1550nm输入信号光下对器件进行测试.器件的消光比约为15dB,开关时间在毫秒量级.该器件具有性价比高,加工工艺简便等优点,易于实现芯片之间的集成化互连,在大规模集成光网络中具有广阔的应用前景.
采用光纤作为传输媒介的光通信技术是满足当前飞速增长的通讯和数据传输的必要手段。热光开关作为光纤通信系统的关键器件之一,在光信息处理过程中起着至关重要的作用。热光开关的原理是当波导温度变化时,波导的有效折射率发生变化。通常将器件设计成M-Z干涉计、多模干涉、定向藕合以及数字光开关等波导结构,使光相位的变化转变成光振幅的变化,从而实现光开关功能。
目前大部分制备热光波导开关器件仍然采用硅/二氧化硅等无机材料作为衬底,而采用聚合物衬底制备的全聚合物器件与无机硅基器件相比,具有如下优势:聚合物基片造价非常低廉,能大幅度降低器件生产成本;有机衬底与聚合物波导的热光系数相近,可以有效地抑制器件的温度敏感性,同时降低波导的偏振相关损耗;全聚合物器件兼容性好,在结构上和功能上更易于实现集成,在塑料光纤通信领域具有十分广阔的应用前景。
本文结合传统的硅基聚合物波导器件的制备工艺,研制了一种全聚合物热光波导开关阵列器件,采用新型加载型波导结构,将电极层制备在波导芯层的下面,这样更有利于降低功耗,并在精密微调测试系统上利用光纤直接祸合的方法对器件进行了测试,设定测试波长为1550nm,器件的消光比是15dB,开关时间在毫秒量级。该器件具有制备成本低廉、工艺过程简单、具有良好的柔性和可塑性等优势,可广泛用于大规模集成光网络,也可以将该结构与其它器件相结合,实现集成型的芯片。