聚合物mzi平面波导光开关研究

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1、分类号：TN256单位代码：10183研究生学号：2013514026密级：公开研吉林大学硕士学位论文（专业学位）聚合物MZI平面波导光开关研究ResearchofPolymerMZIPlanarWaveguideOpticalSwitches作者姓名：孙静雯类别：工程硕士领域（方向）：平面光波导器件指导教师：王菲教授培养单位：电子科学与工程学院2016年6月—————————————————————聚合物MZI平面波导光开关研究—————————————————————ResearchofPolymerMZIPlan

2、arWaveguideOpticalSwitches作者姓名：孙静雯领域（方向）：平面光波导器件指导教师：王菲教授类别：工程硕士答辩日期：2016年5月30日未经本论文作者的书面授巧，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出巧、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕击学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工

3、作所取得的成果。除文中已经法明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期；年＾月７日摘要聚合物MZI平面波导光开关研究在光纤通讯中，光开关与光开关阵列发挥着重要的作用。随着光网络的发展，研制出低功耗、高性能、结构紧凑、易于集成和低成本的光开关至关重要。本文对聚合物MZI平面波导光开关进行了研究，利用聚合物材料在热光和电光器件方面的优良特性，以

4、及制备工艺简单和成本低廉等优点，对聚合物MZI型热光和电光开关进行了制备和测试。首先，使用聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物P(MMA-GMA)及商用聚合物材料Norland73(NOA73)制备了聚合物MZI热光开关器件。NOA73材料具有较大的热光系数，可以有效降低器件的功耗，同时选用热导率相对较大的SiO2作为波导的下包层，有利于提高器件的响应速度。器件的测试结果表明，在1550nm工作波长下，热光开关器件的消光比为20.2dB，驱动功率仅为9.1mW，开关的上升时间为174μs，下降时间为292μs。

5、其次，合成了主客掺杂型电光聚合物分散红1/双酚A型聚碳酸酯（DR1/PC）材料，并以此作为波导芯层，制备了倒脊型波导结构的MZI电光开关器件。通过实验优化了芯层材料的生色团掺杂浓度，在保证生色团不发生析出的情况下，获得材料最大的电光系数12.8pm/V。最后测得器件的开关上升时间为33ns，下降时间为24ns。最后，设计并制备了基于掩埋型共面调制电极结构的聚合物MZI型电光开关器件。器件以主客掺杂型电光聚合物DR1/PMMA作为波导芯层材料，调制电极位于调制臂波导的两侧，与传统的异面电极结构电光开关相比，有效地提高了极

6、化效率和调制效率。在进行接触极化后，测得器件的插入损耗为12.7dB，开关上升时间为50ns，下降时间为54ns。关键词：光开关，马赫-曾德尔干涉仪，聚合物，光波导IAbstractResearchofPolymerMZIPlanarWaveguideOpticalSwitchesOpticalswitchandswitcharrayplayanimportantroleinopticalfibercommunication.Withthedevelopingoftheopticalnetwork,itisimport

7、anttodesignandfabricateopticalswitcheswithlow-powerconsumption,highperformance,compactstructure,easyintegration,andlowcost.Inthisthesis,thepolymericMach-Zehnderinterferometer(MZI)planarwaveguideopticalswitcheswerestudied.Byutilizingtheadvantagesofthepolymermater

8、ialinthermal-optic(TO)andelectro-optic(EO)devicesandtheeasy-to-fabricationprocessandlow-cost,theMZItypeofTOandEOByutilizingtheadvantagesofthepolymermaterialinthermal-