有機聚合物電光調(diào)制器的設(shè)計與實驗研究.pdf

1、Mach-Zehnder光波導電光調(diào)制器是重要的集成光學器件,在民用,國防,科研等領(lǐng)域都起著重要的作用。有機非線性電光聚合物具有電光系數(shù)大、易于制備、與半導體工藝兼容、在紅外到毫米波波段色散小、響應(yīng)速度快等優(yōu)點,已經(jīng)成為集成光學器件發(fā)展的有力推動力量?；诜蔷€性有機聚合物光波導的Mach-Zehnder(M-Z)電光強度調(diào)制器目前已經(jīng)成為各國研究的熱點。本文比較全面地介紹了聚合物電光調(diào)制器的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢,然后對基于有機電光

2、聚合物光波導的M-Z強度調(diào)制器的制作工藝,理論,測試三個方面做了詳細的研究:對聚合物波導的主要工藝步驟進行了詳細的研究。利用真空熱蒸發(fā)的方法在硅基片上制備了波導下電極;用旋涂的方法制備了聚合物下包層;利用聚合物薄膜電暈極化系統(tǒng)對一種新型生色團DCDHF-2-V和聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)主客摻雜型電光聚合物進行了極化實驗;初步研究了針對下包層材料的反應(yīng)離子刻蝕工藝,并通過對刻蝕樣品的臺階儀測試得到了一系列實驗參數(shù)。這些工作為制作聚合物

3、波導強度調(diào)制器的原型器件提供了實驗基礎(chǔ)。分別利用兩種方法對泰勒級數(shù)展開法進行了算法優(yōu)化和編程實現(xiàn),并對實際聚合物光波導調(diào)制器進行了二維模擬,分析了不同參數(shù)下光在M-Z調(diào)制器結(jié)構(gòu)中TM基模的模場分布,并得到了以損耗最小為依據(jù)的優(yōu)化結(jié)果。還利用二維寬角度Padé方法對對調(diào)制器進行了編程實現(xiàn)和模擬,并對比了兩種方法的結(jié)果。接下來又將Padé方法擴展到三維,不僅得到了波導中橫截面TM模基模的模場分布,而且還直觀的給出了由于模式形狀失配而產(chǎn)生的能