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《吉林大学》 2007年
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多电极定向耦合器聚合物电光开关的理论分析

郑传涛  
【摘要】: 电光开关具有速度快,插入损耗低,消光比高及寿命长的优点,同时高分子聚合物材料具有电光耦合系数高、介电常数低、响应时间短、热损耗小、驱动电压低及加工工艺简单等优点,因此聚合物电光开关成为高速光开关的研究热点和发展方向,在光通信网络中有着广泛的应用。本文理论研究并设计了一种定向耦合器型聚合物电光开关,论文的主要工作是理论分析聚合物定向耦合器电光开关的工作原理,阐述开关设计时的理论依据和实用方法,重点是通过对交替反相多电极结构电光开关的详细理论分析,得到光开关重要参数—开关电压随电极数目的变化关系。首先本文应用电光效应原理、矩形波导模式理论及共面对称双电极的施瓦兹变换方法分析并计算了单电极结构电光开关的基本参数—电场分布、缓冲层厚度、重叠积分因子及耦合长度等,重点讨论了重叠积分因子随电极间距、电极宽度及光波导中心位置的变化关系,给出了优化这些参数的一种计算方法—计算机搜索法,并通过数值结果指出了折衷考虑在设计中的必要性和必须性。其次分析并给出了单电极结构开关的状态方程和曲线,结果表明此类开关的波导长度必须严格等于耦合长度的奇数倍才能实现开关功能,这给器件的制作带来了更高的精度要求。针对单电极结构的这一缺点,本文详细对两节、三节及四节电极结构电光开关的状态曲线方程和开关电压进行了详尽的数值计算和比较讨论,分析结果表明,多电极反相结构电光开关在降低开关电压的同时不要求高精度长度的波导,这给器件的制作带来了方便。本文最后给出了多节电极结构电光开关振幅传输矩阵的递推关系,为更进一步的研究打下了基础。文中给出的调制器、波导、电极等的分析方法、优化方法和相关公式形式规整、简洁实用,准确度高,在制作开关及同类器件方面具有一定的实用参考价值。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN25

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【引证文献】
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1 赵鹏程;倒脊型有源波导研究[D];吉林大学;2008年
【参考文献】
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1 杨嵩;新型LiNbO_3波导光开关的研究[D];电子科技大学;2004年
【共引文献】
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10 肖彩侠;李锡华;周强;杨健义;江晓清;王明华;;LiNbO_3 1×2非对称电极Y分叉数字光开关的研究[J];光通信研究;2007年05期
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2 余志华;基于光波导的芯片间光互连网络的设计与实现[D];华中科技大学;2010年
3 梁琳;脉冲功率开关RSD机理与关键技术研究[D];华中科技大学;2008年
4 徐静;基于聚合物集成光波导的MZI传感芯片的研究[D];浙江大学;2004年
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6 毛献辉;环形干涉光纤传感器若干关键问题研究[D];清华大学;2005年
7 鲍俊峰;基于微加工技术的光开关及光互连结构研究[D];浙江大学;2006年
8 徐元哲;聚合物微环谐振滤波器阵列的研究[D];吉林大学;2006年
9 闫欣;微环谐振波分复用器的模拟与分析[D];吉林大学;2006年
10 张希珍;1.55μm波段聚合物光波导放大器的基础研究[D];吉林大学;2007年
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1 葛翠艳;Y波导对光纤陀螺性能的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李凤雷;低发射率材料及其与雷达吸波材料的兼容性研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 鲍杏英;手性光纤的非线性耦合特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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6 宋超;光学陀螺惯导系统动基座传递对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 赵龙;Ti:LiNbO_3波导光开关研究[D];浙江大学;2004年
8 郑菊;阵列波导光栅波分复用器的理论设计和性能分析[D];吉林大学;2004年
9 杨嵩;新型LiNbO_3波导光开关的研究[D];电子科技大学;2004年
10 张昊;有机聚合物数字型热光光开关的研究[D];浙江大学;2005年
【同被引文献】
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1 鲍俊峰,吴兴坤;一种定向耦合器型高聚物光开关设计[J];光子学报;2005年03期
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1 李登峰;光波导在任意微扰下的耦合模理论[D];福建师范大学;2003年
【二级参考文献】
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1 陈福深;高效集成电光调制器和开关的电极与光波导的优化设计[J];光学学报;1996年03期
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【相似文献】
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3 李清;弱耦合波导定向耦合器的计算机辅助设计[J];舰船电子对抗;2001年03期
4 鲍俊峰,吴兴坤;一种定向耦合器型高聚物光开关设计[J];光子学报;2005年03期
5 王海涛;张德斌;凌天庆;;利用复合左右手传输线实现的两种平行耦合线定向耦合器[J];微波学报;2008年02期
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10 孙志强;张恺;杨柏;;功能性聚合物微球的设计合成[A];2008年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会暨第十次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会论文集[C];2008年
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1 马文;国家复合改性聚合物材料中心通过验收[N];中国包装报;2009年
2 罗文;国家复合改性聚合物材料中心通过验收[N];中国化工报;2009年
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8 王新明;贵州首个国家工程技术研究中心成立[N];大众科技报;2009年
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10 于洋张兆军;新型导电聚合物材料及膜导电性测量仪研发成功[N];科技日报;2008年
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2 李涛;聚合物电光开关制备技术研究[D];吉林大学;2010年
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4 张阳;聚合物材料燃烧性和阻燃性的研究[D];华南理工大学;2012年
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6 潘燕;元件补偿型定向耦合器的研究[D];南京邮电大学;2012年
7 张大伟;宽带高平坦度高方向度定向耦合器的设计研究[D];电子科技大学;2011年
8 陈德智;基于表面等离子体的光学定向耦合器[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 康彩萍;有机聚合物波导及电光开关的制备与研究[D];吉林大学;2010年
10 马胜泉;高分配比微带分支线定向耦合器的小型化研究[D];新疆大学;2010年
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