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《电子科技大学》 2007年
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聚合物波导传输损耗与电光系数的测量

高宇  
【摘要】: 集成光波导器件是光通信系统中重要的基础性部件之一。近年来,有机聚合物作为制作光波导器件的新型材料,由于具有易集成、响应快速、非线性(电光)系数大、成本低廉等优点成为研究的热点。在有机聚合物薄膜材料的器件化研究中,建立材料宏观特性的研究手段,取得传输损耗、折射率、电光系数等参数的准确数据,将为相关器件的设计提供可靠依据。本文出于这种考虑,尝试对聚合物光波导的传输损耗、电光系数等参数进行快速、精确、无损的测量。 本文首先介绍了有机聚合物光电子器件的发展,分析对比了国内外常用的测量波导传输损耗与电光系数的方法。其次研究了电光聚合物平板波导的制备与极化工艺,对实验过程中材料的选择和出现的问题进行了分析和讨论,制备出极化聚合物平板波导。采用数值方法求解平板波导的本征方程,结合棱镜耦合法,计算出波导芯层的有效折射率。 在对传输损耗的测量中,本文针对传统棱镜耦合法在实验操作与测量精度方面的不足,研究Cha-Chi Teng提出的精细测量方案-液体耦合法,设计搭建了光机电一体的波导损耗测量系统。该方法利用折射率高于波导芯层的液体取代棱镜将光线耦合出波导,通过改变波导插入匹配液的深度,获得波导传输线上各点的光强。测量系统以He-Ne激光器为光源,采用双光路,消除了由于光强不稳定引入的误差。利用TLC2543芯片开发了高精度数据采集卡,进行双通道光信号连续、同步的采集,并设计了PC机与单片机实时串行通信的数据处理程序,实现了对聚合物波导传输损耗的实时测量,绘出损耗曲线。实验结果表明,系统整体设计合理、性能可靠,实现了预期的设计目标。 电光聚合物极化后的电光系数是聚合物波导的重要参数。本文详细分析了电光聚合物的电光效应,对简单反射法测量聚合物宏观线性电光系数,给出全面的理论处理结果。设计搭建了测量聚合物薄膜电光系数的装置结构,为进一步研究有机聚合物光波导器件创造了条件。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN252

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【参考文献】
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