基于聚合物光開關及延時線的研制.pdf

1、近年來，受制于孔徑效應和窄帶寬的傳統(tǒng)相控陣天線已無法滿足人們與日俱增的性能要求。而隨著光電子技術的發(fā)展，具備大瞬時帶寬、無孔徑效應、低損耗、小尺寸和抗電磁干擾等優(yōu)點的光相控陣天線倍受科研人員的關注。光相控陣天線的核心技術是光真延時技術;而作為光真延時技術的核心器件，光開關及光延遲線是研究的重中之重。與傳統(tǒng)的光開關與光延遲線相比，基于聚合物波導的光開關和延遲線因易于控制、工藝容差大、尺寸小和易于單片集成等優(yōu)點，成為近年來的研究熱點。此外，

2、隨著信息時代所帶來的數據爆發(fā)式增長，傳統(tǒng)的網絡已無法滿足人類的數據需求，構建全光網絡勢在必行。作為全光網絡的核心設備:光分插復用器和光交叉互聯(lián)的基本單元，光開關在全光網絡中也具有舉足輕重的地位。本文的目的是要研制低功率、低串擾的聚合物全內反射型熱光開關，并基于此熱光開關研制相應的可調諧光波導延遲線。
　　本文在分析平面波導理論、熱光效應及全內反射型光開關工作原理等理論的基礎上，首先設計了一種低功耗2×2全內反射數字型熱光開關。模擬

3、結果顯示:熱光開關的功耗為42mW，串擾為-31dB，開關速度為亞微秒級。然后通過旋涂、真空鍍膜、接觸曝光、反應離子刻蝕、切割研磨拋光等工藝，在實驗室成功制備了所設計的光開關芯片，并利用六維對準平臺此光開關進行測試，測試結果表明:2×2全內反射數字型熱光開關具有較低的功耗為43.6mW;光開關的插入損耗為-10.2dB，串擾可達-34.3dB;光開關的開關時間為550μs，器件有效尺寸為:5mm×0.254mm;器件同時具有較好的波長無

4、關和對驅動功率不敏感的特性。為進一步縮小器件的尺寸和功耗，本文又提出了以超低折射率聚合物LFR為上下包層，聚合物ZPU為芯層的高性能2×2全內反射數字型熱光開關。模擬結果顯示，光開關的有效尺寸減小為2.55mm×0.127mm;在實驗室成功制備出小尺寸2×2全內反射數字型熱光開關。測試得到熱光開關的插入損耗減小為-6.2dB，開關功耗為40.3mW，最佳串擾可達-33.6dB。結果表明小尺寸的全內反射型熱光開關在性能得到了一定的改善和提