基于聚合物的可重构光分插复用器研究

【摘要】随着科技的飞速发展，我们的生活变得越来越快捷的同时，对于多方位信息的需要也越来越高，而短短几年内这种信息需求量的爆炸式增长显然不是现有通信网络所能够满足的。基于全光网络的通信技术的兴起与发展，有希望替代现有的光纤通信网络，推动全球信息化的发展。可重构光分插复用器（ROADM）作为密集波分复用系统中至关重要的部件，其所实现的对光网络中节点处的群光信号进行选通配置以及分组传送的功能，在提升全光网络传送效率方面有重要的作用。因而对于ROADM的研制以及应用成为推动通信发展的重要课题。ROADM集成化的发展已有一段时间的研究，其对于降低器件的成本和提高工作效率有重要的作用，同时我们从材料体系方面着手，以聚合物材料代替传统的无机材料来对器件进行研制。聚合物材料的低成本、易于实现折射率的调节和匹配、制备工艺较无机材料简单等优点，使其在波导器件的制备方面有着很大的优势，同时基于聚合物材料的ROADM更易于实现集成化，因而其相关技术在国外也有较深入的探索。未来在采用聚合物材料的集成化ROADM升级全光通信网络方面将有着十分美好的前景。本文基于提出的一种基于阵列波导光栅（AWG）波分复用器的ROADM，从如下几个方面着手进行了研究工作：（1）对基于P(MMAGMA)材料体系和基于NOA73（NorlandOpticalAdhesive73）/SU8（紫外固化光刻胶）的材料体系分别进行了研究，通过摸索确定了两种体系下材料的成膜性和波导制备的工艺参数，并成功制备了形貌良好的波导器件；（2）设计了一个工作在650nm波段的AWG波分复用器，在优化了其结构和参数的基础上以基于P(MMAGMA)材料体系的工艺制备得到了完整的器件，测试得到器件的光传输特性良好，波长间隔与理论设计相一致；（3）在对分立器件研究的基础上设计了一个基于AWG波分复用器的ROADM器件，详细地优化了其结构参数，并对延时线阵列的延时功能、设计在阵列波导处的电极引入的波长信道选择功能进行了理论计算与分析，最后对整体器件进行了模拟与仿真，得到了与预期相一致的模拟结果；（4）基于NOA73/SU8材料体系，对ROADM器件进行了制备。测试得到器件的光传输特性良好，传输光谱与理论设计相一致；阵列电极每4C的改变可使输出信号发生漂移，实现波长信道选择功能；阵列延时线可以使相邻波导中的光信号产生20ps的等量延时；测试热光开关的调制响应得到的上升时间和下降时间分别为190μs、350μs，消光比约为15.5dB，开关功率为9.5mW。
【作者】韩超；
【导师】张大明；
【作者基本信息】吉林大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】可重构光分插复用器；阵列波导光栅波分复用器；聚合物；波长信道选择；

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