有机/无机复合材料热光性质研究及波导型可变光衰减器的研制

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mnjhkiuu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
可变光衰减器作为光功率管理的核心器件,在密集波分复用系统中有着重要的作用。波导型可变光衰减器能实现灵活的波导结构设计,并能高密度集成,因而成为人们研究热点,研制器件所用的材料以二氧化硅和聚合物居多。但是聚合物器件有明显的弱点,热稳定性差是突出的问题;二氧化硅光波导是应用最普遍的光波导,但由于二氧化硅材料的热光系数较小,用以制备的热光可变光衰减器往往有功耗大的缺点。有机/无机复合材料由于其结构是有机物和无机物在纳米尺度上的分散,因此既有聚合物大热光系数的特点,又有二氧化硅热稳定性好的特点,作为一种新的热光材料已受到人们的重视。对有机/无机复合材料材料的热光性质研究和热光器件研制逐渐开展起来。本论文的工作就是研究有机/SE机复合材料的热光性质并制作了波导型热光可变光衰减器。本论文的主要结果包括以下两个方面: 1)用溶胶凝胶方法制备了MAPTMS/ZPO和PMMA/rEOS两类有机/无机复合材料薄膜,测量了复合材料薄膜的力学性质和热光性质。结果表明无机成分使复合材料的微硬度提高,力学性能加强;无机成分对复合材料的折射率和热光系数起到调节作用。复合材料具有和聚合物材料相比拟的或更高的热光系数,其大小为一1×10-4量级。两类复合材料的热光系数随无机成分含量的变化规律不完全相同,MAPTMS/ZPO复合材料的热光系数随无机成分增多而增大;PMMA/TEOS复合材料的热光系数随无机成分的增多先增大后下降,我们分析可能是有机/无机复合材料的微观结构影响了热光系数的变化。 2)我们用两种不同配比(20%molZPO和24.5%molZPO)的MAPTMS/ZPO有机/无机复合材料分别作为覆盖层和波导层,设计制作了MZI波导型热光可变光衰减器,并对器件的一些重要参数进行了测量,结果表明器件主要性能指标,基本达到实用要求。器件在1310nm的插入损耗小于3dB,1550nm处插入损耗为6-8dB。1550nm有较大插入损耗主要原因是因为材料中残留较多的羟基。器件在1550nm波长下,TE偏振能实现31dB的衰减范围,功耗约为13.2mW;TM偏振能实现25dB的衰减范围,功耗约为12.7mW;这样的功耗比二氧化硅波导器件的功耗低一个数量级以上。1550nm波长下,器件在不同光功率衰减度下的偏振依赖损耗为0.04dB@0dB和2dB@10dB。器件在1480nm-1630nm衰减范围都大于20dB,在C波段(1530-1570nm),器件的波长依赖损耗为O.5dB@0dB和+2dB@10dB。器件的响应时间,上升时间为3.2ms,下降时间为4.7ms。器件的PDL较大,主要原因是波导和基底热膨胀系数不匹配引起的。
其他文献
本文基于平面光波导理论,在简要介绍光波导模式光谱生物传感器(OWLS)的基础上,为提高其传感特性做了以下研究: 一、在分析经典消逝波光波导生物传感器的基础上,探讨用更为
本文主要研究RHIC能区椭圆流演化的动力学机制,该研究能够解释现有的一些实验结果.本文采用量子分子动力学模型(RQMD)和流体动力学模型来模拟RHIC能区的100GeV Au+100GeV
随着2012年七月份位于欧洲的大型强子对撞机上的ATLAS和CMS两大实验组共同宣布发现了Higgs玻色子,标准模型变得完备,且成为是粒子物理史上的最成功的理论模型之一。目前的实验
近年来,晶粒尺寸小于100nm的纳米晶体材料受到了广泛的关注。由于具有非常小的晶粒尺寸和非常高的界面体积分数,与普通多晶材料相比,纳米晶体材料表现出许多优异的物理、化学和
  本论文在传统磁性液体(Fe3O4)的基础上引入了高分子载体,从而获得可固化磁性液体,并把可固化磁性液体作为多体偶极体系的实验研究对象,通过控制载液粘度、磁性颗粒浓度以及
碳化硅材料具有宽能带结构,高熔点,优秀的热稳定性和化学稳定性等性质,被广泛应用于大功率器件。碳化硅准一维纳米材料具有可以与碳纳米管相比拟的场致电子发射特性,在真空微
生活和工业生产排放的污水处理问题是影响环境污染的重要因素,也成为人们越来越关注的问题。光催化技术是一种耗能低、深度降解的手段,尤其是仅需要太阳光就可以将有机染料彻底降解或矿化。目前商用的光催化剂是二氧化钛,由于二氧化钛为宽带隙半导体仅能响应仅占太阳光4%的紫外光,所以催化剂对可见光的利用是提高光催化活性研究的热点之一。在日常的生活废水中溶液的含量一般较为复杂,会有大量离子的存在。光催化剂在复杂溶液