论文部分内容阅读
随着集成光子学的发展,对集成光子器件的尺寸、制作成本、性能等要求越来越高。微纳光纤具备将光子束缚在极小空间内的能力,并且具有传输损耗低、表面倏逝波传输比例大、高表面能量密度和大波导色散等良好的光学特性,因而是构筑小型化光子器件的理想材料。
本论文研究了用聚合物微纳光纤组装级联马赫—曾德尔(MZ)干涉器和半径可调的环形谐振器,并探讨它们在集成光学方面的潜在应用,内容包括:
(1)级联MZ干涉器。利用聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)微纳光纤组装了二级和三级级联的MZ干涉器。对级联结构的光谱测量和分析表明,级联MZ器件可以获得比单级结构更高的消光比、顶部更加平坦的通带和更大的3 dB带宽。其中三级级联MZ干涉器的消光比达到了25 dB。通过级联更多的MZ干涉器单元,可以获得更高的消光比和更平坦的通带。这种级联MZ干涉器的组装方法方便快捷,可以通过调整干涉臂的臂长差来改变传输谱线的周期,通过调节各个耦合器的耦合长度来使器件的性能最佳化。
(2)半径可调环形谐振器。用直径分别为3.5、2.5和2.0μm的PTT微米线组装了环形谐振器。结合为实验特制的微型调节架,可以将微环半径缓慢减小,同时对微环的品质因数(Q值)和自由空间谱宽(FSR)等进行测量。对于固定的PTT线直径,环形谐振器的Q值随着环半径的减小首先增加到一个最大值,然后减小。当PTT线直径减小时,对应最大Q值的环半径减小,FSR增加。在环半径相同的情况下,FSR随着PTT线直径的减小略有增加。FSR主要受环半径的影响(FSR随着环半径的减小而增加),而受PTT线直径的影响较小。在实际应用中,可以通过选择合适的微环半径来获得较大的Q值,通过选用较小直径的PTT微米线来得到较大的FSR。