850nm聚合物波導(dǎo)芯片測試研究.pdf

1、聚合物波導(dǎo)作為集成光學(xué)的重要分支，以其成本低、體積小、制備工藝簡單、優(yōu)良的兼容性、較低的光吸收損耗等優(yōu)點，相關(guān)研究受到國內(nèi)外科研機構(gòu)和研究工作者的極大關(guān)注。在光傳感領(lǐng)域，聚合物波導(dǎo)光學(xué)生物傳感器可采用微納加工制備技術(shù)，通過光學(xué)參量的測量實現(xiàn)對生化樣品濃度的檢測，在提高檢測靈敏度、降低傳感檢測系統(tǒng)成本、減小系統(tǒng)體積等方面極具優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　與工作在傳統(tǒng)紅外通信波段上的聚合物波導(dǎo)相比，850nm聚合物波導(dǎo)具有更低的水溶液吸收損耗

2、，在單模條件下其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)尺寸更小，使其在光學(xué)生物傳感領(lǐng)域具有很好的研究和應(yīng)用前景。本文對課題組制備的用于生物傳感的聚合物波導(dǎo)芯片進行測試研究，主要完成的工作如下:
　　首先介紹了本文的研究背景，并從光波導(dǎo)的理論基礎(chǔ)出發(fā)，利用有效折射率法分析了脊形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以及波導(dǎo)與光纖的耦合，簡單介紹光束傳播法對波導(dǎo)模擬仿真的原理。利用Rsoft軟件仿真分析了聚合物波導(dǎo)的輸出模場，采用在波導(dǎo)中設(shè)置監(jiān)視器監(jiān)控波導(dǎo)光功率的變化來表征光纖與波導(dǎo)的耦合效

3、率，分別對平端和錐形Hi780單模光纖進行耦合仿真，計算得到平端光纖與波導(dǎo)的耦合效率為37.5％，采用錐形光纖的耦合效率為80％。
　　采用850nm的SLED寬帶光源配合光譜分析儀的波導(dǎo)微環(huán)芯片檢測方案，搭建了波導(dǎo)芯片測試系統(tǒng)，并對寬帶光源的輸出光譜進行了檢測，利用Hi780單模光纖作為輸出尾纖保證了光波的單模傳輸以及光譜的平坦度。最后，對制備的聚合物波導(dǎo)芯片進行端面解理和測試表征，分析了波導(dǎo)缺陷產(chǎn)生的原因，實驗測試并實現(xiàn)了直波