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基于玻璃基离子交换的光功分器的研制

毛小丹  
【摘要】: 由于现代光通信技术的发展,光功分器在光通信系统、光纤用户网、光无源网络(PON)、光纤CATV、光局域网等网络中被广泛的应用,是光网络中的核心器件之一。光功分器的基本功能是实现对光信号进行分路或合路。本文对如何设计小型化高性能光功分器和如何采用离子交换在玻璃材料上制作低损耗掩埋型光功分器展开了研究。 论文对玻璃基离子交换技术进行了比较深入、全面的研究。利用一次热交换和二次电场辅助离子交换工艺制作低损耗掩埋型光波导,并在此基础上制作出基本达到产品标准的1×8/1×16/1×32光功分器。 实验制作中,设计银线实验成功解决离子交换中的银线问题,并设计电流实验等分析和解决波导掩埋深度不一、玻璃易裂等问题,为以后制作出性能更好的玻璃基离子交换器件打下了基础。 由于产业化发展的要求,我们提出1×16/1×32较多路数玻璃基离子交换光功分器器件设计指标:尺寸2.5cm、低损耗和好的均匀性等。论文详尽的分析如何系统的设计符合此设计指标的光功分器。首先通过各种模拟设计方法的比较,选取合适的FD-BPM法以及接近工艺制作结果的基本模拟参数。接着针对光功分器的小型化设计要求,将光功分器的设计分成几何设计和性能设计。之后几何设计部分系统的分析如何选取几何设计结构、几何设计的主要参数以及如何实现2.5cm的几何设计。最后性能设计部分系统地分析几何设计的性能问题和解决方案,并采用解决方案之一成功设计得到尺寸仅为2.5cm高性能1×16/1×32玻璃基离子交换光功分器。


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