导读:本文包含了平面波导开关论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光开关,马赫-曾德尔干涉仪,聚合物,光波导
平面波导开关论文文献综述
孙静雯[1]（2016）在《聚合物MZI平面波导光开关研究》一文中研究指出在光纤通讯中,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(MMAGMA)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Si O2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1550 nm工作波长下,热光开关器件的消光比为20.2 d B,驱动功率仅为9.1 m W,开关的上升时间为174μs,下降时间为292μs。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33 ns,下降时间为24 ns。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12.7 d B,开关上升时间为50 ns,下降时间为54 ns。(本文来源于《吉林大学》期刊2016-06-01）
孟杰[2]（2013）在《聚合物平面波导光开关的优化设计与制备》一文中研究指出采用光纤作为传输媒介的光通信技术日渐成为满足当前飞速增长的通讯和数据传输的重要手段。相比于传统通信系统，光纤通信系统具有传输容量大、频带宽、传输损耗小、抗电磁干扰能力强和误码率低等优势。近年来随着数据通信和波分复用技术（WDM）在光通信网络中的应用，光传输网络的扩容功能已经得到有效的改善。但是目前大部分网络设备仍然是基于电信号进行信息传输，也就是说光信号必须被转换为电信号，才能被放大、再生、进行开关转换等，然后再转变为光信号进行传输。而光-电-光转换已经成为信息高速传输的瓶颈。在此背景下，全光网络应运而生。光开关与光开关阵列作为实现全光网络的关键器件之一，在WDM光网络中能够起到很大的作用，包括保护开关、开关阵列、光交叉互联、光分插复用、光域优化，以及路由、自愈等功能，是光交叉连接器（OXC）和插分复用器（OADM）的核心技术之一。本文对硅基聚合物平面波导热光开关和电光开关两种器件的制备和测试进行研究：首先介绍了光开关的研究意义和分类、光开关的研究进展、聚合物平面波导热光开关和电光开关的原理，以及矩形光波导有效折射率的理论计算等内容；然后介绍了本论文的核心部分，主要包括以下几个方面：1、采用Polymer/SiO_2混合波导结构制备了MZI型热光开关，在硅衬底上生长一层二氧化硅作为下包层，采用聚合物SU-82005作为芯层，采用课题组自主合成的聚合物材料P(MMA-GMA)作为上包层。将制备完成的器件置于课题组搭建的测试系统，在0.5mW的光功率下获得了良好的通光效果，测得器件的上升沿和下降沿时间分别为340μs和356μs，消光比为14dB，驱动功率为26mW。2、由于光通信系统需要大量的热光开关单元或阵列，所以如何降低单个热光开关的功耗就成为研究重点，这也是本论文在聚合物热光开关方面的主要研究内容。为了降低MZI型聚合物热光开关的功耗，首先对热光开关的波导尺寸和电极尺寸进行优化，测得器件的上升和下降时间分别为90μs和106μs，驱动功率为13.2mW，降低了50%左右；然后提出了一种简便、有效的降低聚合物热光开关功耗的方法——刻蚀空气隔离槽结构，即以电极作为掩膜，采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺在波导两侧刻蚀出空气隔离槽。对刻蚀隔离槽前、后两种结构的光场和热场进行了模拟和对比，并对两种结构的器件进行测试，测得其驱动功率分别为11.6和6.4mW，刻蚀空气槽结构使得热光开关的驱动功率降低了45%。3、采用Polymer/SiO_2混合波导结构，以二氧化硅作为下包层，紫外负性光刻胶SU-82005为芯层，P(MMA-GMA)为上包层制备了650nm波长热光开关。采用650nm波长测试系统对器件进行了测试，测得器件的插入损耗为9.7dB，开关上升沿时间为95μs，下降沿时间为215μs。4、对感应耦合等离子体刻蚀技术进行了研究，包括天线功率、偏置功率、刻蚀腔室压强和刻蚀气体组分等对聚合物波导侧壁垂直度和表面粗糙度的影响，然后通过优化ICP刻蚀参数，得到了波导侧壁垂直度高和刻蚀表面粗糙度小的工艺条件；介绍了叁种典型的电光材料的电光特性、温度特性和稳定性；制备了基于DR1/PMMA的芯层调制和包层调制电光开关器件，并对其开关特性进行了测试。(本文来源于《吉林大学》期刊2013-05-01）
闫云飞[3]（2012）在《硅基聚合物平面波导光开关》一文中研究指出网络互联业务的蓬勃发展改变了通讯业的地位。通讯技术和互联网的不断革新正在改善着我们的生活、工作以及交流方式。与传统通信系统相比，光纤通讯系统具有频带宽、传输容量大、损耗小、误码率低和抗电磁干扰能力强等优势。特别是波分复用技术(WDM)在光网络中的应用，有效的实现了光传输网络的扩容。光开关与光开关阵列在WDM光网络中起着光域优化、路由、保护以及自愈等功能,是插分复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC）的核心技术。由于聚合物材料具有种类繁多、成本低、加工工艺简单、热光系数大、电光系数高和电光响应速度快等优点，引起了人们广泛的关注，成为制备热光开关和电光开关的理想材料之一。本文对硅基聚合物热光开关和电光开关两个方面进行了深入研究。在热光开关方面，本文设计了聚合物/二氧化硅混合波导结构，减小了热光开关的响应时间。首先，介绍了热光开关的物理机制和相关的基本原理，主要包括以下几个方面：热光效应—解释了折射率和温度之间的相互关系；波导中热传导和热场分布相关理论—揭示了温度和热驱动功率之间的相互关系；马赫-曾德尔干涉仪（MZI）型光开关实现开关作用的相关理论—说明了输出归一化光功率和有效折射率之间的相互关系。这些工作为热光开关的计算和模拟提供了理论支持。其次，结合聚合物热光系数大、二氧化硅热传导系数大的优势，设计了聚合物/二氧化硅混合波导热光开关。由于二氧化硅材料相对于聚合物材料具有较大的热传导系数，所以采用二氧化硅作为下包层，能够加快热量在下包层中的释放速度，从而加快热光开关的响应速度。采用二氧化硅材料作为下包层，SU-8材料作为波导芯层分别设计、制备了以下叁种类型的热光开关。（1）采用湿法刻蚀工艺制备了MZI型聚合物/二氧化硅混合结构热光开关。通过对波导传输损耗的模拟，在保证低损耗的情况下，优化了器件的上、下包层厚度。较薄的上包层能够减小热量在上包层中的分布，降低开关的驱动功率；较薄的下包层，能够减小热量从波导到衬底的散失时间，加快开关速度。我们还计算了热电极宽度对加热效率的影响，优化了电极尺寸参数。经测试，所制备的热光开关具有快速的响应特性，开关的上升/下降时间为141/87μs。由于对结构的优化设计以及制备工艺的良好控制，器件的热驱动功率为4.8mW，插入损耗为12dB，消光比为22.5dB，与近期发表的聚合物热光开关相比，开关时间减小了近一半。（2）采用脊形波导结构，通过电感耦合等离子体（ICP）刻蚀工艺，设计并制备了定向耦合（DC）-MZI型聚合物/二氧化硅混合结构22热光开关。使用固体热传导方程、有效折射率和输出光功率等相关计算理论，计算了波导有效折射率和温度随加热功率的变化曲线，得到器件的驱动功率为6.9mW；计算出开关时间为107μs，相同结构聚合物下包层热光开关的开关时间为174μs。对制备好的开关样品进行了测试，器件的驱动功率为7.2mW，插入损耗为9.2dB，串扰为-26.5dB （直通状态）和-31dB（交叉状态），上升/下降时间为106/93μs。作为对比，制备了相同结构聚合物下包层的热光开关，其上升/下降时间为174/191μs。通过对这种混合波导结构热光开关的优化设计，开关的上升时间减小了39.8%，下降时间减小了51.3%。（3）采用矩形波导结构，通过湿法刻蚀工艺，设计并制备了多模干涉（MMI）-MZI型聚合物/二氧化硅混合结构2×2热光开关。完成了器件的相关设计、模拟、制备和测试等工作。开关器件的驱动功率为6.2mW，插入损耗为9.8dB，串扰为-28dB （交叉状态）和-28.5dB（直通状态）。器件具有快速响应特性，开关的上升/下降时间为103/91μs。作为对比，制备了相同结构聚合物下包层的热光开关，其上升/下降时间为187/180μs。通过对这种混合波导结构热光开关的优化设计，开关的上升时间减小了44.9%，下降时间减小了49.4%。在电光器件方面，采用非对称Y分支分束器和耦合器结构，制备了无偏置MZI型电光开关。首先，介绍了电光开关的相关基础理论，包括电光效应的物理机制和非线性聚合物的极化技术及其分类；介绍了直流偏置电压的作用，说明直流偏置电压对器件工作性能的影响，为电光开关的计算和模拟提供了理论支持。其次，利用非对称Y分支分束器和耦合器结构，将偏置点调至3-dB状态，使得开关器件可以在没有直流偏置的情况下，就能实现线性工作点的调节作用。介绍了物理掺杂DR1/SU-8非线性电光材料的合成过程，由于这种材料具有较高的玻璃化温度(T_g=215℃)，在由热松弛导致的电光系数退化方面表现出良好的性能。因此采用这种电光材料完成了电光开关的制备，并详细描述了器件制备的工艺过程。在1550nm的波长下进行了电光开关的性能测试，测得在不加直流偏压的情况下，器件的初始状态为-2.8dB，完成了线性工作点的调节。测得器件的插入损耗为11.9dB。在方波电信号的驱动下，测得电光开关的上升时间和下降时间均处于~10ns水平。(本文来源于《吉林大学》期刊2012-05-01）
吴秀丽[4]（1994）在《用平面波导技术开发的8×8光开关和光频滤波器》一文中研究指出日本电信电话光电子研究所光复合部件研究部,运用平面光波导(PLC)技术研究和开发各种光部件。特别应用马赫—曾德尔(MZ)光干涉仪线路开发8×8矩阵光开关和光频滤波器等光学部件,也有利用这些部件开发系统的动向。(本文来源于《光机电世界》期刊1994年11期）
平面波导开关论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用光纤作为传输媒介的光通信技术日渐成为满足当前飞速增长的通讯和数据传输的重要手段。相比于传统通信系统，光纤通信系统具有传输容量大、频带宽、传输损耗小、抗电磁干扰能力强和误码率低等优势。近年来随着数据通信和波分复用技术（WDM）在光通信网络中的应用，光传输网络的扩容功能已经得到有效的改善。但是目前大部分网络设备仍然是基于电信号进行信息传输，也就是说光信号必须被转换为电信号，才能被放大、再生、进行开关转换等，然后再转变为光信号进行传输。而光-电-光转换已经成为信息高速传输的瓶颈。在此背景下，全光网络应运而生。光开关与光开关阵列作为实现全光网络的关键器件之一，在WDM光网络中能够起到很大的作用，包括保护开关、开关阵列、光交叉互联、光分插复用、光域优化，以及路由、自愈等功能，是光交叉连接器（OXC）和插分复用器（OADM）的核心技术之一。本文对硅基聚合物平面波导热光开关和电光开关两种器件的制备和测试进行研究：首先介绍了光开关的研究意义和分类、光开关的研究进展、聚合物平面波导热光开关和电光开关的原理，以及矩形光波导有效折射率的理论计算等内容；然后介绍了本论文的核心部分，主要包括以下几个方面：1、采用Polymer/SiO_2混合波导结构制备了MZI型热光开关，在硅衬底上生长一层二氧化硅作为下包层，采用聚合物SU-82005作为芯层，采用课题组自主合成的聚合物材料P(MMA-GMA)作为上包层。将制备完成的器件置于课题组搭建的测试系统，在0.5mW的光功率下获得了良好的通光效果，测得器件的上升沿和下降沿时间分别为340μs和356μs，消光比为14dB，驱动功率为26mW。2、由于光通信系统需要大量的热光开关单元或阵列，所以如何降低单个热光开关的功耗就成为研究重点，这也是本论文在聚合物热光开关方面的主要研究内容。为了降低MZI型聚合物热光开关的功耗，首先对热光开关的波导尺寸和电极尺寸进行优化，测得器件的上升和下降时间分别为90μs和106μs，驱动功率为13.2mW，降低了50%左右；然后提出了一种简便、有效的降低聚合物热光开关功耗的方法——刻蚀空气隔离槽结构，即以电极作为掩膜，采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺在波导两侧刻蚀出空气隔离槽。对刻蚀隔离槽前、后两种结构的光场和热场进行了模拟和对比，并对两种结构的器件进行测试，测得其驱动功率分别为11.6和6.4mW，刻蚀空气槽结构使得热光开关的驱动功率降低了45%。3、采用Polymer/SiO_2混合波导结构，以二氧化硅作为下包层，紫外负性光刻胶SU-82005为芯层，P(MMA-GMA)为上包层制备了650nm波长热光开关。采用650nm波长测试系统对器件进行了测试，测得器件的插入损耗为9.7dB，开关上升沿时间为95μs，下降沿时间为215μs。4、对感应耦合等离子体刻蚀技术进行了研究，包括天线功率、偏置功率、刻蚀腔室压强和刻蚀气体组分等对聚合物波导侧壁垂直度和表面粗糙度的影响，然后通过优化ICP刻蚀参数，得到了波导侧壁垂直度高和刻蚀表面粗糙度小的工艺条件；介绍了叁种典型的电光材料的电光特性、温度特性和稳定性；制备了基于DR1/PMMA的芯层调制和包层调制电光开关器件，并对其开关特性进行了测试。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
平面波导开关论文参考文献
[1].孙静雯.聚合物MZI平面波导光开关研究[D].吉林大学.2016
[2].孟杰.聚合物平面波导光开关的优化设计与制备[D].吉林大学.2013
[3].闫云飞.硅基聚合物平面波导光开关[D].吉林大学.2012
[4].吴秀丽.用平面波导技术开发的8×8光开关和光频滤波器[J].光机电世界.1994