面向光背板应用的低损耗单模聚合物光波导技术研究

系统地开展了基于光刻及湿法显影工艺制备的聚合物光波导散射损耗的理论及实验研究。研究了包括粗糙度、波导尺寸和工作波长等主要参数对散射损耗的影响,采用激光共聚焦显微镜测量了光波导侧壁及上下表面的粗糙度。实验结果表明,波导侧壁的平均粗糙度约为60nm,是上下表面粗糙度的3倍。因此,散射损耗主要由侧壁粗糙引起,其大小是上下表面粗糙引入散射损耗的9倍。基于上述理论及实验结果,通过优化波导设计,制备了工作于1310nm波长、平均损耗为0.35dB/cm的低损耗单模聚合物光波导,其作为高速高密度光背板的关键传输介质具有良好的应用前景。     

热氧化方法改善硅干法刻蚀波导的表面粗糙度

提出了一种热氧化的方法来改善干法刻蚀硅波导的表面质量.通过Suprem二维工艺模拟程序对氧化过程的物理模型进行了分析.用实验证实了该方法的可行性并与模拟结果进行了比较.实验中将硅波导的表面粗糙度由65.4nm降低到了8.8nm.另外讨论了分次氧化方法的利弊     

Effects of Surface Roughness on TE Modes in Rectangular Waveguide

By using a rigorous numerical technique that is applicable to calculation of modes in waveguides for the TE case, the effects of the periodic rectangular, triangular, sinusoidal and Gaussian random rough surface on the rectangular waveguide are discussed. The effects of the parameters of the roughness on the mode cutoff frequencies and field distribution are considered, including the height, width, and period of the grooves, the standard deviation of height and correlation length of the Gaussian roughness.     

锥形光波导耦合特性研究

基于耦合模理论,数值仿真了两种耦合结构(FW和WF)下的耦合损耗随锥形光波导芯层尺寸的变换规律;进一步分析了两种耦合结构下锥形光波导端面粗糙度对其模式耦合损耗特性的影响,表明不同模式其端面散射损耗不同;实验结果表明,锥形光波导的输入端芯层尺寸、输出端芯层尺寸及光波导长度,对FW结构下的耦合损耗影响较小,对WF结构下的耦合损耗影响较大。     

基于光学法表面粗糙度的测量研究进展

表面粗糙度是机械加工中描述表面微观形貌最常用的参数,随着现代工业对表面粗糙度精度的要求越来越高,提出了许多新的测量方法特别是光学法.介绍了测表面粗糙度的光学方法:聚焦法、干涉法、散射法和散斑法,分析了它们各自的原理和优缺点及研究概况,在此基础上提出了一种新的光学测量方法--计算机纹理分析方法.     

最佳端焦耦合法测量交叉光波导损耗特性

本文利用最佳端焦耦合法对交叉光波导的损耗特性进行了测量和研究，绘制了波导损耗随交叉次数和交叉角的变化曲线。测量结果与预期特性相吻合。     

ICP刻蚀参数对SOI脊形波导侧壁粗糙度的影响

研究了以C4F8/SF6/O2为刻蚀气体,利用ICP刻蚀技术制作SOI脊形光波导过程中,刻蚀参数与侧壁粗糙度的关系.实验结果表明偏压、气体比例、压强是影响侧壁粗糙度的关键参数,在低偏压、低C4F8/SF6比和较高压强下更容易获得低粗糙度的侧壁.通过优化刻蚀参数,获得了侧壁粗糙度和传输损耗相对较低的SOI脊形波导     

光学相干显微术测量散射介质内层形貌的研究

提出了采用光学相干显微术测量散射介质内层形貌的方法,该方法基于低相干术和共焦显微术,其纵向测试精度是由共焦门与相干门共同决定的,能有效地排除非焦面处的杂散光的影响.通过对样品内层的三维扫描,测量样品的不同点的厚度,最终透过表面层得到了样品的内层形貌,实际实验中的轴向分辨率约为5 μm,横向分辨率约为1.2 μm.该方法对样品无破坏作用,能有效地测量散射样品内层形貌,且具有测试精度高、工作可靠的特点.     

一种特殊的双包层圆柱光波导的研究

本文研究了一种双包层阶跃型光波导，内包层的折射率大于芯及外包层的折射率，因而可作为导波层。文中严格地推导了柱坐标下该光波导的特征方程，详细计算了ＴＥ波和ＴＭ波的传播常数、场分布及功率分布；作出了相应的曲线，表明了导波层的厚度、折射率及工作波长对此类光波导传播特性的影响。     

SOI纳米光波导表面粗糙度的研究进展

SOI纳米光波导表面粗糙度会显著增加波导散射损耗,降低表面粗糙度是其在许多方面应用中亟待解决的关键问题之一。首先介绍了表面粗糙度概念,总结了表面散射损耗理论方面的研究进展。随后回顾了多种SOI纳米光波导表面粗糙度测量方法,以及在表面形貌表征中存在的问题。此外,还对几种波导表面光滑工艺进行介绍,并结合具体的工作对光波导表面粗糙度各方面研究进展进行了总结。     

基于激光散射原理的表面粗糙度测量方法研究

文章基于Beckmann散射模型,提出一种表面粗糙度的在线测量方法。以半导体激光器为光源构成远心光路,通过线阵CCD记录粗糙物体表面的散射光场。计算机分析处理得到表面粗糙度特征值Sn,在较大的范围内表面粗糙度Ra和Sn有很好的对应关系。该测量方法结构简单、精度高、速度快,可以对不同加工方法的工件表面粗糙度实现非接触实时检测,在工件的在线检测方面有很好的发展前景。     

马卡提利理论在通道光波导中的应用

探讨了马卡提利理论在通道光波导中应用的精确性。并给出新的计算公式，以满足现代光通信技术的需要。     

高精度光波导损耗测试系统的设计与实现

以波导耦合理论为依据,采用棱镜耦合法设计了集光电为一体的高精度波导损耗测量系统.测量以激光为光源,采用双光路法,消除了通用检测仪由于光源光强不稳定产生的误差,使得测量结果只与光强的相对变化量有关;光波出入波导均采用棱镜耦合,减少了普通测试方法因样品质量及面形误差和端面洁净情况不同或输出透镜不能很好汇聚光波而产生的误差;利用常规仪器设备实现了数字化检测显示,避免了人为主观读数产生的误差;利用AD538实时模拟计算芯片,提高了计算精度和运算速度.     

SOI光波导开关研究进展

SOI光波导是硅基光波导器件的基础,也是实现其它集成光学器件的基础。文章论述了SOI材料、SOI光波导以及SOI光波导开关的一些特性和研究进展。     

RBF神经网络在表面粗糙度光纤传感器中的应用

本文提出了以径向基函数（RBF）神经网络处理表面粗糙度光纤传感器输出信号的方法,将传感器的输出信号及作为光源的激光强信号同时加在RBF神经网络的输入端,利用RBF神经网络能够以任意精度逼近非线函数地能力的优点,同时实现对传感器的非线性补偿及减轻激光器输出光强变化带来的影响,采用这种方法的表面粗糙度光纤传感器,降低了对激光器输出功率稳定性的要求,具有测量范围大,精度高的特点。     

高精度光波导损耗测试系统的设计与实现

以波导耦合理论为依据,采用棱镜耦合法设计了集光电为一体的高精度波导损耗测量系统。测量以激光为光源,采用双光路法,消除了通用检测仪由于光源光强不稳定产生的误差,使得测量结果只与光强的相对变化量有关;光波出入波导均采用棱镜耦合,减少了普通测试方法因样品质量及面形误差和端面洁净情况不同或输出透镜不能很好汇聚光波而产生的误差;利用常规仪器设备实现了数字化检测显示,避免了人为主观读数产生的误差; 利用AD538实时模拟计算芯片,提高了计算精度和运算速度。     

超精加工表面粗糙度的激光测量仪

研制出一种超精加工表面粗糙度的激光测量仪，采用光外差测量原理和共光路干涉仪结构，具有很强的抗外界振动干扰能力．仪器结构简单，测量灵敏度高，纵向分辨率达０．４ｎｍ，横向分辨率达１．７２μｍ。     

碳化硅反射镜表面粗糙度的优化

空间光学技术的迅猛发展对空间光学系统提出了更高的要求;碳化硅材料以其优秀的物理性质,成为广泛应用的反射镜材料;碳化硅反射镜的光学加工研究也在国内外广泛开展。简要讨论了碳化硅反射镜的抛光机理;介绍了碳化硅材料抛光的实验方法;定性分析了碳化硅材料的抛光过程;通过大量的工艺实验和理论分析,讨论磨料粒度、抛光盘材料、抛光盘压力、抛光盘转速、抛光液酸碱度等工艺参数对碳化硅反射镜表面粗糙度的影响,并对各个参数加以优化,得到了优良的实验结果。     

阵列波导光栅解复用器的偏振相关损耗的优化

对硅基二氧化硅阵列波导光栅解复用器(AWG DEMUX)的偏振相关损耗(PDL)进行了优化。理论分析了引起AWG偏振相关性的物理因素以及消除偏振相关性的工艺方法和条件。利用化学气相沉积、光刻和刻蚀等半导体工艺制备了AWG DEMUX芯片,并结合理论分析对包层材料中的硼(B)、磷(P)含量进行了优化调整,成功地将芯片的PDL降低至0.12 dB,使PDL参数满足芯片的商用化需求。     

有机聚合物薄膜光波导传输损耗的测量方法

文章综述了测量非线性光学(NLO)聚合物薄膜材料光波导传输损耗的三种新方法及原理,分别给出了典型的实验装置结构图,并对它们的特点进行了比较。