聚硅氧烷改性及多模光波导制备

采用含氢聚硅氧烷(HPSO)和二乙烯基苯(DVB)的交联体掺人聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,使改性的聚二甲基硅氧烷(M-PDMS)折射率发生1％～1.8％的改变.M-PDMS及PDMS薄膜具有良好的光透射率和低的传输损耗,是低成本制备用于高速芯片间光互连聚合物光波导的理想材料.采用软成型和图案转移法,用M PDMS及PDMS分别作波导的芯层和包层制备了截面为50 μm×50 μm,长度大于20 cm的聚硅氧烷多模光波导.用数字化散射法测量了所制备波导的传输损耗,测得输入光波长为633 nm时平均传输损耗为0.137 dB/cm.     

波导弯曲半径与弯曲损耗的关系

介绍了分析波导弯曲损耗的保形变换法和归一化方法以及由此得到的波导弯曲半径与弯曲损耗的关系式.建立了弯曲损耗经验公式,由该公式得出了四种常用材料的波导弯曲半径与弯曲损耗的曲线,并将已报道的相应材料制作的AWG中的最小弯曲半径及其对应的损耗实验数据与这些曲线上的相应数值进行了比较,结果表明,弯曲损耗经验公式在确定AWG中的最小弯曲半径时,有一定的参考价值.     

质子交换Y分支光波导弯曲损耗研究

对采用退火质子交换技术(APE)制备的具有正弦型弯曲和余弦型弯曲两种不同的S型弯曲的Y分支光波导,利用宽角有限差分光束传播法,就过渡区长度、波导表面折射率增量、掩模版开口宽度等对波导弯曲损耗的影响进行了研究。结果表明,两种S弯曲下的Y分支波导的弯曲损耗,随波导结构参数的变化基本上是相同的,但二者的表现并不完全一致。数值计算结果为相应波导器件的设计和制备提供了一定的参考。     

聚合物阵列波导光栅波分复用器中波导的弯曲损耗

本文对聚合物阵列波导光栅(AWG)波分复用器中波导的弯曲损耗进行了理论分析。为了使AWG器件中单模传输时波导的弯曲损耗尽量地减小，结合计算实例对波导的弯曲半径、弯曲角度和弯曲弧长等几何参量的选择进行了适当的讨论。     

梯形截面介质光波导的模吸收损耗

本文运用微分法由梯形截面介质光波导的近似模方程导出了模吸收损耗系数的公式.并结合计算实例进行了误差分析.     

低偏振相关损耗聚合物光波导

表征了新合成的热光聚合物bisphenol A-aldehyde resin (BPA-resin)的独特性质。并且利用光刻和反应离子刻蚀技术(RIE)制备成功BPA-resin 聚合物的单模条波导.实验结果表明,对于TE和TM偏振,该聚合物波导在1.31 μm和1.55 μm波长下分别有低达0.43 dB/cm和0.51 dB/cm的传播损耗.在上述波长下,波导的低偏振相关损耗 (PDL)小于0.1 dB/cm.因此,是制备可调热光器件的良好导波模快.     

数码照相法测量离子交换平面光波导损耗特性

利用数码相机对离子交换平面玻璃光波导传输线进行数字成像,根据传输线上的光强分布拟合出光强传输衰减曲线,计算出波导的传输损耗.对光波导进行退火处理,研究了波导退火前后的传输损耗特性.退火后0阶模式下传输损耗由2.1489dB·cm－1降为0.7460dB·cm－1.结果表明,波导的传输损耗是随着模阶数的增加而递增,适当的退火处理明显改善了离子交换波导的质量.     

用于极寒温度的特种光纤的结构与弯曲损耗研究

设计了一种适用于极寒温度（-70℃）条件的耐低温的特种光纤,其结构包括纤芯层、内包层、凹陷包层和外包层.研究了光纤芯层/内包层的相对折射率差与弯曲损耗之间的关系,对比了不同涂覆层模量厚度和对光纤微弯损耗的影响.优化光纤拉丝工艺,获得了一种可长期应用于-70℃极寒温度下,在1550nm、1625nm波段处附加损耗低于0.01dB/km的石英光纤.本文研究工作为耐极寒光纤、光纤复合架空地线的制备及产业化提供了可靠的理论与实验依据.     

多模脊形光波导的制备及其耦合对准和损耗测量系统

垂直腔面发射激光器,目前在光互连中有着越来越广泛的应用.是一种波长为850 nm的多模激光器,其光输出截面达50μm*50 μm,为了更好的匹配该器件,需要研制大截面多模脊形波导,并且为了满足芯片间光互连的需求,对互连波导长度具有较高的要求.通过改进制备工艺,研制了直线长度为21 cn的多模聚硅氧烷脊形波导,并成功完成...     

控制色散的波导结构分析

色散控制在光纤通信中越来越重要,从低速率到高速率,从单波长SDH到多波长DWDM,色散控制要求越来越严.通过对不同应用的光纤波导结构的制造、性能测试和分析,指出了波导结构设计与光纤衰减、模场直径、弯曲损耗和波导色散等的关系.这些实践经验可以指导光纤的设计与制造.     

抗弯光纤的理论研究与制造

针对军事上光纤制导等方面的技术要求,从光纤波导的芯层相对折射率差、芯直径、下凹包层等结构参数方面研究了光纤抗弯曲性能,并且研究了光纤内涂层对光纤弯曲性能的影响。通过对光纤弯曲特性的深入研究后,采用PCVD工艺制造了专利技术的抗弯光纤,并测试了相关参数。     

阶跃型椭圆光纤的色散特性与几何双折射

本文采用计算介质波导色散关系的叠代矩量法计算阶跃型椭圆光纤两个基本偏振模式的传播常数、几何双折射及群折射率差.本方法简便、有效,能给出与精确数值计算吻合的结果.     

最佳端部耦合技术在光波导损耗测量中的实践

探讨了最佳端部耦合技术应用中面临的若干问题,如系统损耗的标定,光路调整等等。采用标样标定法、可见光辅助、平面镜调节光电监测等技术,得到了满意的结果。     

Uniform Core Field in Symmetrical Planar Waveguides and Circular Fibers with Nonlinear Claddings

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｋｅｙｃｏｎｃｅｐｔｏｎｗｈｉｃｈａｌｌｎｏｎｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅｄｗａｖｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｖｉｃｅｓ[1～ 3] ａｒｅｂａｓｅｄｉｓｔｈａｔｔｈｅｌｏｃａｌｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅｇｕｉｄｅｄｗａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｗａｖｅｖｅｃｔｏｒ ,ｔｈａｔｉｓ,ｔｈｅｆｉｅｌｄｐｒｏｆｉｌｅａｎｄｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｃａｎｂｅｃｏｍｅ ｐｏｗｅｒｄｅｐｅｎｄｅｎｔｗｈｅｎｏｎｅｏｒｍｏｒｅ[4～ 6] ｏｆｔｈｅｌａｙｅｒｓａｒ…     

电光聚合物波导中的锥形结构

提出并设计了一种基于电光聚合物的锥形波导,可用于单模光纤与电光聚合物波导器件之间的连接.锥形波导中采用了宽度锥形和折射率锥形结构.宽度锥形采用劈形形状,通过宽度和折射率的缓慢变化实现模场转换.劈形形状的宽度锥形具有较小的损耗且易于制作,折射率锥形可采用灰度掩膜光刻技术制作.研究了锥形波导的传输损耗与锥形波导的长度、波导宽度和厚度、材料吸收损耗等参数的关系及其优化,分析了锥形波导中的功率传输、模场分布与模式转换效率.结果显示锥形波导的传输损耗小于0.37 dB,光纤-波导-光纤的连接损耗优于1.62 dB,对插入损耗的改善达到8.78 dB,模场转换效率达到了83.7%.     

矩量法研究平面波导点缺陷引起的散射损耗

对平面波导工艺过程里出现的点缺陷,如气泡、灰尘颗粒等对平面波导内光场造成的散射提供了一种简单而又实用的计算方法。计算基于格林函数方法,并利用矩量法求解积分方程,采用分块矩阵优化算法,使得算法的计算时间直接与点缺陷大小相关,提高了效率。证明了一定大小的点缺陷在特定的波长处会产生很大的散射损耗,证明点缺陷的散射损耗依赖于缺陷大小和光学性质而与其在波导中的位置无直接关系。以二氧化硅平面波导为例,分析了对中心波长1．55μm的入射光场,分别存在气泡和灰尘颗粒两种点缺陷时,散射损耗随点缺陷大小的关系特性,指出工艺过程特别应该避免某些孔径的点缺陷。