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聚合物阵列波导光栅波分复用器的研制

张国伟

   波分复用技术是光纤通信发展重要的技术之一,该技术已经被证明是解决宽带、大容量光纤网络通信的一种有效方法。密集型波分复用技术的关键器件之一是阵列波导光栅(AWG),它具有波长问隔小、信道数多、低串扰等特点,而且利于集成:与无机阵列波导光栅相比较,硅基聚合物阵列波导光栅制作材料便宜,工艺过程简单,具有一定的市场前景。本论文采用旋转甩涂法,真空蒸镀技术,紫外曝光技术以及反应离子刻蚀技术研制了32×32硅基聚合物阵列波导光栅波分复用器,其中心波长为1.550918μm,波长间隔为0.8 nm。针对硅基聚合阵列波导光栅波分复用器研制的关键技术和性能测试,所做的工作如下: (1)采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料,对器件的制作工艺进行了反复摸索。为了克服反应离子刻蚀过程中单独使用光刻胶作掩膜而导致的光波导形状和尺寸偏离设计的缺点,研究了光刻胶与金属掩膜相结合的双掩膜技术进行器件制作。详细介绍了双掩膜技术制备聚合物AWG波分复用器的过程,在采用金属铝作为掩膜时,铝膜的厚度对聚合物波导的制作效果有很大影响,实验结果表明,铝膜作为掩膜的最佳厚度在100nm生右。测试给出了使用和没有使用双掩膜技术的对比结果,表明使用双掩膜技术制作的波导质量明显好于单独使用光刻胶作掩膜制作的结果。 (2)采用聚醚醚酮(PEEK)制作了32通道的AWG波分复用器。采用蒸汽回溶技术来减小反应离子刻蚀产生的波导表面和侧壁的起伏,从而降低了波导的散射损耗。原子力显微镜测试结果表明,蒸汽回溶技术使样本波导表面的均方根粗糙度从41.307nm降低到24.564m。 (3)搭建了AWG器件性能参数的测试系统。对制作的聚合物AWG波分复用器器件进行了测试,得到了32个输出波长及其光强分布曲线图。……   
[关键词]:聚合物阵列波导光栅;双掩膜技术;蒸汽回溶技术;测试
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)2006年