有機(jī)聚合物電光器件的研究.pdf

1、有機(jī)聚合物光波導(dǎo)電光器件在光通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,聚合物電光材料響應(yīng)速度很快,電光活性己達(dá)到或超過(guò)了鈮酸鋰晶體,可與無(wú)機(jī)材料、半導(dǎo)體材料等多種材料集成,它的穩(wěn)定性已能滿(mǎn)足器件應(yīng)用的要求,因而,有機(jī)聚合物電光器件近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注.本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、上海市科委光科技項(xiàng)目及博士后科學(xué)基金項(xiàng)目,對(duì)有機(jī)聚合物電光可變衰減器、高光損傷閾值電光調(diào)制器、對(duì)稱(chēng)金屬包覆有機(jī)聚合物波導(dǎo)電光開(kāi)關(guān)等器件進(jìn)行了研究.有機(jī)聚合物電光可變衰減器利

2、用聚合物薄膜的電光效應(yīng),通過(guò)電場(chǎng)控制衰減全反射結(jié)構(gòu)中入射光到導(dǎo)模的耦合效率,從而控制波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)入射光的吸收即衰減量.器件核心結(jié)構(gòu)為衰減全反射結(jié)構(gòu),整個(gè)器件無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,可靠性較高.用電控制光強(qiáng)衰減,因此器件穩(wěn)定性好,響應(yīng)速度快,器件結(jié)構(gòu)緊湊,工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,易于集成,也能很方便地實(shí)現(xiàn)器件的陣列化.高損傷閩值衰減全反射有機(jī)聚合物電光調(diào)制器,采用有機(jī)聚合物PMMA薄膜代替衰減全反射型電光調(diào)制器的金屬耦合層,采用ITO導(dǎo)電薄膜作為電極,克服

3、了衰減全反射型電光調(diào)制器由于金屬層在強(qiáng)光作用下造成的損耗,使器件的損傷閾值大為提高.可用于無(wú)線(xiàn)光通訊系統(tǒng)中,有效的提高無(wú)線(xiàn)光通訊的距離.亦可以用于脈沖激光系統(tǒng)中,進(jìn)行鎖?；蜃鳛镼開(kāi)關(guān),或用于多路分光系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)各路脈沖光能量的平衡.對(duì)稱(chēng)金屬包覆有機(jī)聚合物波導(dǎo)電光開(kāi)關(guān),采用無(wú)棱鏡的自由空間耦合的對(duì)稱(chēng)金屬包覆有機(jī)聚合物厚膜波導(dǎo)結(jié)構(gòu),激光從金屬表面直接耦合到波導(dǎo)中,激發(fā)厚膜情況下的超高階導(dǎo)模.當(dāng)有機(jī)聚合物波導(dǎo)的折射率在外加電場(chǎng)作用下發(fā)生微弱的

4、改變時(shí),超高階導(dǎo)模的傳播常數(shù)對(duì)導(dǎo)波層折射率的變化十分靈敏,引起光波的耦合效率發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)波光和反射光的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換.對(duì)稱(chēng)金屬包覆有機(jī)聚合物波導(dǎo)電光開(kāi)關(guān)具有工作電壓低、開(kāi)關(guān)速度快(納秒量級(jí))、偏振無(wú)關(guān)、插入損耗小、制作工藝簡(jiǎn)單、體積更小、易于集成、成本低廉等特點(diǎn),為器件的商業(yè)化提供了可能,具有很好的市場(chǎng)前景.反射型的電光器件不同于干涉型聚合物電光器件,由于光線(xiàn)在器件中不傳輸,它對(duì)材料的損耗要求不高,因而解決了有機(jī)聚合物材料低損耗和高電光系