有机聚合物电光调制器的理论设计与仿真研究

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随着高速光纤通信系统的迅速发展,电光调制器作为其核心组成部分,已成为当今光学领域的热门研究问题之一,而由于铌酸锂晶体自身的限制,近年来研究的脚步已经放慢,而新兴的有机高分子聚合物材料的异军突起,使得聚合物电光调制器课题成为国内外研究的热点。本论文的主要工作是理论设计聚合物电光调制器,包括材料的选取,结构的设计、模拟和优化,以及制作工艺的探讨。  本文针对Mach-Zehnder(M-Z)型电光调制器的结构特点,将调制器分为光波导和电极系统两部分,分别对光波导与电极系统进行了详细的分析,首先利用有效折射率法对反脊型波导结构进行理论分析,完成了反脊型波导的单模结构设计,并结合Opti-BPM软件进行模拟仿真,分析了光场在反脊波导中的传输情况,以及Y波导不同分支结构的传输损耗,并得到最终优化的Y分支反脊型波导结构。其次对聚合物电光调制器的电极系统进行了研究,同时通过理论计算和分析,分别进行了共面电极系统(CPW)和微带电极系统(MSL)的设计,在调制频率为10GHz时,对铝电极的电光互作用区进行模拟仿真。以阻抗匹配为目标,在给定反脊波导尺寸下,对电极结构进行优化设计。文章重点是通过对电极尺寸和调制器各项性能参数的详细计算,来分析电极结构和尺寸对电极性能参数的影响,进而总结出聚合物电光调制器电极系统的最优化参数。最后在实验方面,对聚合物电光调制器的制备工艺流程进行了详细的探讨与分析。
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