玻璃基多模干涉型集成光學(xué)器件研制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化的通信結(jié)構(gòu)是信息化社會(huì)的必然發(fā)展趨勢(shì).FTTP/FTTH的發(fā)展將極大地帶動(dòng)整個(gè)光通信市場(chǎng)的發(fā)展.為了滿足光纖通信隨著現(xiàn)代社會(huì)不斷提升的信息化程度向更高速率、更大容量方向發(fā)展的要求,人們對(duì)構(gòu)成光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的重要而關(guān)鍵的組成部分——光器件的研究和開發(fā)提出了更進(jìn)一步的要求.基于自映像效應(yīng)的多模干涉型器件具有結(jié)構(gòu)緊湊、低的插入損耗、制作工藝簡(jiǎn)單和容差性好等特點(diǎn),成為集成光學(xué)器件中具有廣泛應(yīng)用前景的重要器件,近年來深受國(guó)內(nèi)外研究人員的

2、普遍關(guān)注.多模干涉結(jié)構(gòu)不僅可以獨(dú)立完成許多集成光學(xué)器件功能,如光功分器或光耦合器、光開關(guān)、模式分離器和模式轉(zhuǎn)換器等,同時(shí)又可作為某些功能性模塊的重要組成部分,如波長(zhǎng)選擇性光開關(guān)、環(huán)形激光器、相干光橫向?yàn)V波器和多波長(zhǎng)光源發(fā)射器等.本論文首先對(duì)光網(wǎng)絡(luò)中的重要集成光學(xué)器件如光開關(guān)等的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,隨后系統(tǒng)地概括了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)多模干涉型器件的研究進(jìn)展和玻璃基集成光學(xué)器件制作工藝的研究進(jìn)展.基于實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件,本論文著重展開了對(duì)離子交換法

3、制作的玻璃基MMI型N×N光耦合器、1×N光功分器和MMI結(jié)構(gòu)聚合物熱光型器件的理論與實(shí)驗(yàn)研究.多模干涉型器件的前期研究工作主要是集中在階躍型折射率分布的光波導(dǎo),但集成光學(xué)中有一大部分波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是漸變型折射率分布的,如集成光學(xué)最早使用的玻璃基集成光學(xué)器件和目前商業(yè)化程度較高的鈮酸鋰集成光學(xué)器件等.通過對(duì)漸變型折射率分布的多模波導(dǎo)中自映像效應(yīng)的理論研究,設(shè)計(jì)并利用離子交換法制作了玻璃基MMI型N×N光耦合器和1×N光功分器.測(cè)試結(jié)果表明漸變