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聚合物波导的研究

作　者: 张晓红
导　师: 丁政建；陈建平
学　校: 兰州理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 极化聚合物电光效应聚合物波导二阶非线性电晕极化折射率电光系数
分类号: TN814
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 152次
引　用: 1次
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内容摘要

随着高速光通信及全光网的迅速发展,人们在光通信器件和光子集成方面进行了广泛深入的研究。近年来,随着对聚合物非线性特性研究的突破性进展,基于极化聚合物的波导器件因其在全光网中的关键作用而越来越引起人们的重视。聚合物波导具有介电系数小、非线性系数大、调制带宽大、易于加工且能很好与现有的集成工艺兼容的特性而在现代光通信中倍受关注。目前聚合物在光纤、高速调制器、光开关、滤波器、聚合物光栅等方面的应用研究已经取得了相当的进展。本文首先介绍了聚合物特别是电光聚合物在光纤通信领域的应用,回顾、总结了电光聚合物的发展历史和研究现状。介绍了与电光效应相关的理论知识及研究成果,包括电光效应及电光系数、电光系数和二阶非线性光学系数之间的关系、电光效应的弛豫等。其次本文介绍了电光聚合物波导的设计与制作。利用平面波导理论分析我们推导出满足单模传输的脊波导模型,并进行了仿真运算使其能够实现与光纤较好的单模耦合。进而我们详细介绍了电光聚合物波导的制作过程,并对实验制作过程中的方法选择和容易出现的问题进行了分析和讨论,给出了几种写波导的常用方法。本文还对电光聚合物的参数特性进行了理论分析并详细介绍了参数的实验测量过程。电光聚合物的折射率和极化后的电光系数是聚合物波导的重要参数。测量的方法有很多种,我们分析对比了常用的实验方法,并对电光聚合物的折射率和电光系数进行了实验测量,对实验结构和结果进行了详细的阐述和分析并且提出了一些优良的参数测量的实验方法。从八十年代末开始聚合物器件逐渐受到人们的关注。目前聚合物在光纤,高速调制器,光开关,滤波器,聚合物光栅等方面的应用研究已经取得了相当的进展,智能化的全光传送网是未来光通信发展的方向,聚合物光通信器件具有非常乐观的前景。

全文目录

第一章绪论  5-12
  1.1 电光聚合物研究的意义  5-7
  1.2 国内外研究现状  7-11
  1.3 本文研究的主要内容  11-12
第二章极化电光聚合物基本理论  12-20
  2.1 电光聚合物材料特性  12-14
  2.2 聚合物的电光特性  14-15
  2.3 线性电光效应  15-16
  2.4 电光聚合物的弛豫特性  16-20
第三章聚合物波导的结构设计及制作工艺  20-28
  3.1 聚合物波导结构设计  20-22
    3.1.1 单模条件  20-21
    3.1.2 聚合物材料选择  21-22
  3.2 聚合物波导的制作  22-28
    3.2.1 基底选择与清洗  22
    3.2.2 下电极的制备  22-23
    3.2.3 下包层的旋涂与固化  23
    3.2.4 下包层的光刻  23-24
    3.2.5 芯层的旋涂与固化  24-25
    3.2.6 上包层的旋涂与固化  25
    3.2.7 电晕极化与测试  25-26
    3.2.8 上电极的制作  26-28
第四章电光聚合物的折射率测量  28-33
  4.1 测量原理  28
  4.2 测量系统  28-30
  4.3 测量结果  30-33
第五章极化电光聚合物电光系数的测量  33-41
  5.1 电光聚合物材料的制备  33
  5.2 聚合物薄膜的制备及其极化  33-34
  5.3 电光聚合物电光系数的测量  34-35
  5.4 基于MACH-ZEHNDER光纤干涉仪的电光系数测量方法  35-41
    5.4.1 系统结构  36-37
    5.4.2 测量原理  37-41
参考文献  41-47
致谢  47-48
攻读硕士学位期间发表的论文  48

聚合物波导的研究

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