摘要：A nanosecond response waveguide electro-optic （EO） switch based on ultraviolet （UV） sensitive polymers of Norland optical adhesive （NOA73） and Dispersed Red 1 （DR1） doped SU-8 （DR1/SU-8） is designed and fabricated. The absorption properties, refractive indexes, and surface morphologies of NOA73 film are characterized. The single-mode transmission condition is computed by the effective index method, and the percentage of optical field distributed in EO layer is optimized to be 93.78 %. By means of spin-coating, thermal evaporation, photolithography, and inductively coupled plasma etching, a Mach-Zehnder inverted-rib waveguide EO switch with micro-strip line electrode is fabricated on a silicon substrate. Scanning electron microscope characterization proves the physic-chemical compatibility between NOA73 cladding and DR1/SU-8 core material. The optical transmission loss of the fabricated switch is measured to be 2.5 dB/cm. The rise time and fall time of switching are 3.199 ns and 2.559 ns, respectively. These results indicate that the inverted-rib wave- guide based on UV-curable polymers can effectively reduce the optical transmission loss and improve the time response performance of an EO switch.

摘要：设计了一种基于聚合物材料的延迟线阵列与热光开关的集成器件.利用Rsoft软件设计并模拟了多模干涉热光开关的性能,可实现输出光场强度随电极加热温度变化.设计了螺旋结构的延迟线阵列,利用BPM软件对螺旋结构波导进行数值模拟,综合考虑器件尺寸和损耗参量设计出螺旋结构的弯曲半径.将延迟线阵列结构与热光开关进行集成,能够实现热光控制的聚合物延迟线阵列,该器件可实现的最大延迟时间为399.4ps,延迟间隔为9.2ps.以SiO2为下包层,SU-8紫外固化光刻胶为波导芯层,聚甲基丙烯酸甲脂为上包层,采用旋涂、光刻、湿法腐蚀等工艺制备了1×4延迟线阵列与MMI热光开关的集成器件,测试得到了延迟线阵列的近红外输出光斑,插入损耗为15~19dB.

摘要：对基于SU-8紫外负性光刻胶的无源-有源集成式电光开关进行了系统的研究。首先用物理掺杂的方法制备出价格低廉、性能良好的主客掺杂型电光材料DR1/SU-8,反射法测量其电光系数约为11.5pm/V@1 310nm。为减小器件的插入损耗,设计了有源芯层为DR1/SU-8、无源芯层为SU-8的倒脊形混合集成式波导结构。制作完CPW行波电极后,对器件进行接触极化。实验测得开关的上升时间和下降时间分别为5.6μs和5.2μs,插入损耗为13.8dB,与只用DR1/SU-8作为波导芯层的器件相比,插入损耗减小了约2.8dB。实验结果表明,这种无源-有源集成式电光波导有效地减小了器件的插入损耗,为制备低损耗的电光器件和单片多功能集成器件奠定了一定的基础。

摘要：用一种新型超支化氟化聚酰亚胺(FHBPI)作为波导材料制备了聚合物热光开关.采用DSC、TGA、近红外吸收谱和原子力显微镜(AFM)等方法对FHBPI的热稳定性及光学特性进行了表征.结果显示,FHBPI的玻璃化转变温度为189℃,在空气中5%的热失重温度为596℃,表明具有良好的热稳定性;旋转涂膜法制备的FHBPI薄膜具有良好的成膜性;薄膜表面粗糙度为0.54 nm;FHBPI在光通信波段有较小的吸收损耗,适合制备低损耗的光波导器件;用FHBPI-50为波导芯层材料,FHBPI-30为包层材料,设计制作的热光开关响应上升时间为267.9μs,下降时间为254.1μs.

摘要：由于光通信网络的"最后一公里"问题有望通过650nm的聚合物光纤系统得到解决,制备了与之匹配的16×16信道聚合物阵列波导光栅波分复用器。器件设计采用了矩形波导结构,针对650nm波长的光,选用的芯层与包层折射率分别为1.4888和1.482,通过软件进行光传播模拟,信道插入损耗为2.3～5.1dB,串扰水平为-24dB,模拟信道的间隔为1.6nm。器件的制备选用了实验室自主合成的折射率不同的聚甲基丙烯酸甲酯材料作为芯层与包层,利用光刻和感应耦合等离子体刻蚀工艺得到了较为完好的器件形貌,最终制备出的样品面积为4cm×3cm。通过聚合物光纤(POF)将650nm波长的光耦合进入器件进行测试并获得了良好的波分复用效果。红光波段的阵列波导光栅波分复用器在未来的光通信及传感领域中将起到重要作用。

摘要：为提高波分复用(WDM)光通信网中核心器件光开关的响应速度,设计并制备了SiO2/聚合物复合型Y分支结构波导热光开关。器件选择具有高热导率的SiO2作为波导的下包层,低成本的聚甲基丙烯酸甲脂-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物(P(MMA-GMA))作为芯层和上包层,利用束传播法模拟和优化Y分支波导的设计,通过光刻、刻蚀和蒸发等传统半导体工艺进行器件制备。实验测得开关插入损耗为12dB,消光比为18dB,方波驱动的上升和下降响应时间均为200μs。实验结果表明,SiO2/聚合物复合波导结构可有效提高热场的扩散速度和折射率调节效率,减小开关的响应时间。

摘要：基于聚合物材料的波导型电光器件对提升光通信网络的带宽容量具有重要的意义。设计并制备了一种基于有机/无机杂化非线性材料的准矩形聚合物电光波导,采用SiO2作为下包层,紫外胶SU-8作为引导芯层,掺有生色团DR1的有机/无机杂化非线性材料DR1/SiO2-TiO2作为电光层,通过优化感应耦合等离子体刻蚀工艺的天线功率、偏置功率和氧气流量,将SU-8同时作为引导芯层和刻蚀工艺的掩模,制备了准矩形电光波导。实验测得波导传输损耗为-3.5dB/cm。

摘要：利用自主合成的非线性有机-无机复合材料作为包层,紫外光敏型SU-8负胶为芯层,通过直接光写入技术成功研制了双有源包层结构聚合物41×41信道阵列波导光栅(AWG)器件。器件在设计中采用正矩形的波导结构。经计算,当包层厚度为5μm,芯径尺寸为4mm×4μm时,可实现单模传输。器件波长间隔定为0.8nm,中心波长为1550nm。经测试,该器件传输损耗为1.2dB/cm,中心信道衍射损耗为6.2dB,实测波长间隔为0.793nm,器件的温度漂移量为-0.08nm/℃。

摘要：合成了一种新型有机-无机接枝改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料,基于材料良好的热稳定性以及光学特性,研制出一种工作于可见光650nm波段的全聚合物热光开关芯片。芯片设计采用倒脊型波导结构,可有效地实现红光信号的单模传输。在650nm波长下应用塑料光纤对热光开关进行测试,得到平均开关时间约为600μs,消光比为8.2dB,驱动功率为22.6mW。该器件可广泛用于高密度光集成系统,可见光通信及生化传感等领域。

摘要：提出并设计了650nm波段的全复合材料倒脊型马赫-曾德尔热光开关,优化了该热光开关的主要参数,并利用COMSOL和Rsoft软件对器件传输效果进行了理论模拟。该有机-无机复合材料为实验室自主合成。由于材料主体为Si-O-Ti刚性无机骨架,热稳定性效果得到提高,并具有较高的热光系数。改变材料中Ti的含量以改变材料的折射率,制得两种不同折射率的该材料,分别作为芯和包层。该材料具有好的成膜特性和可加工性,制作工艺简单。该器件损耗低,并且具有潜在的传感应用。对制作的热光开关进行了测试,得到了良好的近场输出光斑,插入损耗6.5dB,传输损耗0.85dB/cm,上升时间为190μs,下降时间为350μs,消光比8.5dB。该热光开关在塑料光纤传输系统中具有广阔的应用前景。