一種集成光波導熱光可調(diào)諧濾波器的電極研究與設計.pdf

1、在現(xiàn)代光通信系統(tǒng)中，波分復用（WDM）技術被廣泛采用。作為WDM技術的重要組成部分，光濾波器是未來實現(xiàn)全光通信的關鍵器件。在目前提出及研究的光濾波技術中，以平面光波光路（PLC）工藝為基礎的平面波導諧振腔型濾波器得到了廣泛關注和研究。本文針對一種新型環(huán)形腔波導熱光可調(diào)諧濾波器的電極進行分析與設計。器件材料選用Er3+/Yb3+共摻磷酸鹽玻璃，可以對1550nm波段的光信號進行放大，補償波導的傳輸損耗。在波導上方覆蓋金屬電極作為熱源，利用

2、材料的熱光效應對濾波波長進行調(diào)諧。
　　本文以電極的熱場分析為中心，進行了如下工作：1）根據(jù)熱傳導基本理論，建立了電極熱場的計算模型，用解析法得到了矩形電極的溫度分布，分析了影響器件溫度分布的因素；通過和單電極的比較，提出雙電極設計模型，論證了雙電極的溫度優(yōu)勢；2）介紹了有限差分法求解復雜電極熱場溫度分布的思路，討論并確定了最佳的數(shù)值解法；通過數(shù)值法和解析法的比較，發(fā)現(xiàn)了用解析法描述熱場模型的局限性；比較了弧形和矩形電極的溫度分布

3、；運用時域有限差分法分析了器件的熱場動態(tài)響應特征，得到了器件的加熱和散熱曲線，論述了提高器件響應速度的方法；3）根據(jù)環(huán)形腔濾波特性和模擬得到的溫度場，分析了熱光效應造成的濾波峰值波長的位移，討論了電極和波導間相對位置的變化對濾波峰值波長偏移的影響；4）在實驗方面，確定了電極和緩沖層的材質(zhì)、厚度及制作工藝，用真空蒸發(fā)技術制作了電極薄膜；用離子交換法制作了平板和溝道波導；用棱鏡耦合法分析了離子交換工藝條件對平板波導折射率分布的影響，提出了改