Si基片上掺Ge SiO2的火焰水解法制备

用火焰水解法在单晶Si片上沉积了掺Ge的SiO2(GeO2-SiO2)粉末,随后在高温炉中将此粉末烧结成玻璃.用光学显微镜观察了样品表面形貌,研究了不同的烧结工艺对样品形貌的影响.用X射线光电子能谱检测了样品的元素组成,并用棱镜耦合法测量了样品的折射率和厚度.结果表明,用适宜的工艺条件制备出的掺Ge的SiO2具有表面平整光滑,折射率和厚度可调等优点,适合用作Si基SiO2波导器件的芯层.     

弯曲损耗减小的渐变折射率塑料光纤的波导参数设计

为了消除光纤的弯曲损耗，甚至是恶劣弯曲条件下的弯曲损耗，日本Keio大学的科研人员对渐变折射率塑料光纤（GI—POF）的波导结构，如折射率分布、数值孔径（NA）和芯径进行了适当设计。当芯径小于200μm、NA大于0．25时，GI—POF在恶劣弯曲条件下的弯曲损耗明显减小。当芯径为200μm、NA为0．24时，即使在恶劣弯曲条件下GI—POF的弯曲损耗也消失了。首次试验证实。由弯曲引起的模式耦合导致了弯曲损耗。光纤弯曲前的模式耦合强度对弯曲损耗有很大的影响。通过相邻模之间的传播常数差△β评定了模式耦合强度。随芯径和NA而变的△β影响弯曲损耗。因此，根据邸的计算结果，日本Keio大学的科研人员提出适当设计GI—POF的波导参数的指导性意见，以便抑制弯曲损耗。     

高折射率纤芯光子晶体光纤的特性研究

在二氧化硅中掺入适量GeO2可增大折射率，用其作为光子晶体光纤的纤芯时易于将光场捕获在纤芯中，形成稳定的传输模式。本文通过有限差分法数值解亥姆霍兹方程，研究了空气孔呈三角形典型结构排列的光子晶体光纤的特性．当纤芯及空气孔的大小都相同时，纤芯掺杂比例越高，光子晶体光纤的有效折射率就越高，色散则会向负向增长。此外，在这种高折射纤芯的光子晶体光纤中，当纤芯的大小及折射率均固定仅增大周围空气孔时，光子晶体光纤的色散增大，有效折射率趋于降低，模场有效面积也趋于减小。     

聚合物脊形光波导设计

用5层非对称平面波导理论和等效折射率法(ERIM)分析了金属电极对聚合物脊形光波导横向模式特性及其传输损耗的影响。计算结果表明：在工作波长1．55μm波段,当常规脊形光波导的芯层厚度大于0．8μm、包层厚度大于3．0μm时,才能保证传输损耗的理论极限小于0．1dB／cm;当脊波导刻蚀深度为0.l一0．2μm、对应脊波导宽度为7—5μm时,可满足脊波导横向单模传输。     

低折射率芯PCF基模损耗的数值模拟与分析

应用多极法理论计算了低折射率芯光子晶体光纤（PCF）基模的损耗并与未掺杂芯PCF进行了比较，发现可以从损耗的角度来理解低折射率芯PCF的截止特性：传输波长靠近短波长时，模式的损耗会突然变大，从而导致基模截止；而处于长波长时，这种光纤的传输特性和普通PCF相类似。通过改变纤芯折射率的大小和包层中空气孔的大小，可以对光纤的截止波长进行调节。     

Si基片上掺Ge SiO_2的火焰水解法制备

用火焰水解法在单晶Si片上沉积了掺Ge的SiO2 (GeO2 SiO2 )粉末 ,随后在高温炉中将此粉末烧结成玻璃 .用光学显微镜观察了样品表面形貌 ,研究了不同的烧结工艺对样品形貌的影响 .用X射线光电子能谱检测了样品的元素组成 ,并用棱镜耦合法测量了样品的折射率和厚度 .结果表明 ,用适宜的工艺条件制备出的掺Ge的SiO2 具有表面平整光滑 ,折射率和厚度可调等优点 ,适合用作Si基SiO2 波导器件的芯层 .     

GI-POF制造过程中气泡的消除

在用凝胶界面法制备梯度折射率塑料光纤(GI—POF)过程中遇到一些问题．其中制备预制棒和光纤过程中产生气泡等缺陷是影响传输损耗的主要因素，为此对该问题的产生原因进行了详细研究，并在此基础上提出了解决方案。成功地研制出直径0．5～1．0mmGI—POF。     

硅基SiO_2光波导

在硅基上通过氢氧焰淀积的 Si O2 ,厚度达到了 2 0 μm;通过掺 Ge增加芯层的折射率 ,折射率比小于 1% ,并可调 ;用反应离子刻蚀工艺对波导的芯层进行刻蚀 ,刻蚀深度为 6 μm,刻蚀深宽比大于 10 ;波导传输损耗小于0 .6 d B/ cm(λ=1.5 5 μm) ,并对波导的损耗机理和测试进行了分析与研究 .另外 ,为实现光纤与波导的耦合 ,结合微电子机械系统技术 ,在波导基片上制作了光纤对准 V形槽     

火焰水解法制备硅基二氧化硅材料的析晶研究

用火焰水解法在硅基片上制备了掺杂GeO2和B2O2的SiO2光波导材料.用X射线物相衍射法(XRD)分析了掺杂和烧结工艺对材料的析晶现象的影响.结果表明,当烧结时采取自然降温,GeO2-SiO2材料由于严重析晶而完全碎裂;而当烧结后期采取快速降温,析晶过程受到很大抑制,但仍有析晶.在此GeO2-SiO2材料中掺入适量的B2O3后,得到了完全非晶态的GeO2-B2O3-SiO2材料,但B2O3掺入量过多时,又会导致析晶.     

采用MCVD法制造大NA渐变型光纤

本文就大NA石英系光纤制造中如何防止长期存在的预制件炸裂问题,探讨了把芯折射率分布作成渐变型的大NA光纤。用MCVD法制造出了使沉积温度随芯玻璃膜组成改变而变化的大NA(=0.39)渐变型纤维。其结果,研究成功一种使大NA与低损耗并存的预制件制造方法,并实现了在相对折射率差△=3.3%时,损耗为2.49dB/km(测定波长1.67μm)。而且,通过实验明确了GeO_2-P_2O_5-SiO_2及P_2O_5-SiO_2系芯成分与相对折射率差△、和损耗特性的关系,研究了有关传输损耗特性中的瑞利散射损耗、结构缺陷损耗、OH基吸收损耗。在长波长,能够作到很小的瑞利散射损耗和由OH基引起的吸收损耗,大NA光纤在长波长的优越性明显了。当△=3%以上时,结构缺陷损耗急剧增加。还明确了改进收棒方法的必要性。对于弯曲损耗,求出了与弯曲次数、弯曲半径、△之间的依赖关系,设弯曲半径为R,弯曲损耗可用(1/R)~(1.2)exp~(-k△)来表示。