有機聚合物波導(dǎo)光開關(guān)理論與實驗研究.pdf

1、光交叉連接（OXC）和光上下路復(fù)用（OADM）模塊是構(gòu)成全光網(wǎng)的核心器件，而光開關(guān)則是這兩種模塊的基本構(gòu)成單元，在全光網(wǎng)（AON）中起著不可替代的作用。由于全光網(wǎng)對信息傳遞、處理速率的要求，需要響應(yīng)快速、性能優(yōu)良、成本低廉的光開關(guān)。近年來備受關(guān)注的有機聚合物波導(dǎo)光開關(guān)能夠滿足全光網(wǎng)對器件的要求，逐漸成為了國際上的研究熱點。本文主要對有機聚合物波導(dǎo)光開關(guān)進(jìn)行了理論和實驗研究工作。 本文研究了有效折射率方法（EIM）以及有限差分光束

2、傳輸算法（FD-BPM），并利用C++語言編寫了能夠?qū)Σ▽?dǎo)器件進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化的FD-BPM模擬軟件。文中詳細(xì)討論了熱光效應(yīng)及熱光開關(guān)工作機理，對已有的溫度場分析公式進(jìn)行了修正，同時討論了電極與波導(dǎo)芯層間距對傳輸損耗的影響，開關(guān)時間的估算方法等。 本文設(shè)計了1×1，1×2和2×2熱光開關(guān)器件結(jié)構(gòu)，針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的熱光開關(guān)存在著串?dāng)_大、尺寸大、驅(qū)動復(fù)雜、插損大等缺點，提出了一種低串?dāng)_熱光開關(guān)，以及一種基于陣列波導(dǎo)光柵（AWG）結(jié)構(gòu)的熱

3、光開關(guān)設(shè)計方案。并利用FD-BPM對這兩種器件的工作特性進(jìn)行了模擬驗證。 基于有機聚合物材料電光性質(zhì)，本文設(shè)計了馬赫——澤德干涉（MZI）結(jié)構(gòu)的1×1，1×2和2×2電光開關(guān)。提出了一種基于垂直集成的低損耗電光開關(guān)、同時提出了一種基于MZI非對稱結(jié)構(gòu)的低串?dāng)_電光開關(guān)設(shè)計方案。 本文最后利用旋轉(zhuǎn)涂覆工藝、鍍膜工藝、光刻工藝、反應(yīng)離子刻蝕工藝等工藝，在實驗上成功制備了有機聚合物波導(dǎo)光開關(guān)芯片。測試結(jié)果顯示1×1光開關(guān)插入損耗