导读:本文包含了电光极化聚合物论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:极化聚合物,平面光波导,电光调制器,电光开关
电光极化聚合物论文文献综述
赵旭亮[1]（2015）在《极化聚合物波导型电光调制器件研究》一文中研究指出大数据网络时代的开启极大地增加了对数据和信息的需求，传统的数据和信息传输方式已经不能满足人类不断增长的需求。以光纤作为主要传输媒介的通信系统相对于传统通信系统具有带宽高、误码率低、抗电磁干扰能力强、损耗小、速度快等优点。作为光网络中光分插复用系统（OADM）和光交叉连接系统（OXC）核心的光调制器、光开关及其阵列在波分复用技术（WDM）中起着不可或缺的作用。相比于铌酸锂（LiNbO3）等无机材料，极化聚合物具有介电常数低、电光系数高、工艺简单、易于集成的优点，基于极化聚合物的电光调制器半波电压可降至1V以下，3dB带宽可达100GHz以上，而聚合物电光开关的时间响应则可达到ps量级。因此，极化聚合物电光调制器件已成为宽带光纤通信系统中极具竞争力的核心器件之一。本文对基于极化聚合物的电光调制器及开关进行了理论模拟和计算，完成了材料的合成、掩模版的设计并通过旋涂、蒸发、光刻等CMOS工艺完成了器件的制备，并对其性能进行了测试。论文主要包括以下几部分工作：1、设计并制备了一种共面波导（Co-planar waveguide, CPW）金属电极，并利用矢量网络分析仪(Vector network analyzer)对电极的S参数等微波特性进行了测量，并根据S21参数对电极的衰减常数、相位常数、特性阻抗和介电常数进行了计算、模拟；设计了掩埋型共面波导电极聚合物电光调制器，以NOA73(NorlandOptical Adhesive73)为包层，DR1(Disperse Red1)/PMMA为芯层，设计了波导和电极的掩模版，对电极和聚合物波导的工艺参数进行了优化，得到NOA73凹槽的最佳刻蚀参数，获得底面粗糙度较小、垂直度较好的形貌。最后，对电光调制器的通光和调制情况进行了测试。2、合成了一种主客掺杂型电光聚合物材料DR1/SU-8，并对其电光系数γ33和折射率进行了测量。为限制包层的吸收、减少电光开关的损耗、提高调制效率，选用紫外固化胶NOA73作为器件的包层材料。利用原子力显微镜（Atomic forcemicroscope, AFM）、椭偏仪和分光光度计对NOA73的成膜性、折射率以及吸收特性进行了表征；计算了倒脊型波导单模传输条件、基模有效折射率与脊高的关系、芯层光功率占比与脊高的关系以及有效折射率与波长的关系；利用BPM（Beam propagation method）软件对带有微带线（Micro-strip line, MSL）行波电极的马赫-曾德尔干涉仪（Mach-zehnder interferometer, MZI）型电光开关中的光功率分布情况进行了模拟；对制备完成的电光开关进行了扫描电子显微镜（Scanning electronic microscopy, SEM）的表征。测试结果表明，通光良好，并在10KHz下得到了方波响应信号波形，电光开关的上升时间和下降时间分别是3.199ns和2.559ns。3、利用NOA73和DR1/SU-8设计和制备了基于表面等离子波导结构及微带线行波电极的聚合物电光开关。采用马赫-曾德尔干涉仪型波导结构，设计了与波导相匹配的MSL电极，通过旋涂、紫外光刻、湿法刻蚀和热蒸发等平面工艺完成电光开关的制备，利用接触式电极化方法实现DR1/SU-8的二阶光学非线性，并对电光开关性能进行了测试，在10KHz下观察到方波响应，电光开关的上升时间和下降时间分别是578.7ns和645.3ns。(本文来源于《吉林大学》期刊2015-06-01）
王锐[2]（2012）在《极化聚合物集成波导电光开关的分析模拟》一文中研究指出在波分复用网络中，光开关及阵列均是核心器件。基于极化聚合物材料的电光开关，具有速度快、易于加工等优点，是目前光开关领域的研究热点之一。针对极化聚合物集成波导电光开关，本论文主要开展了新型结构设计及新型分析方法方面的理论研究工作，具体内容如下：首先，作为器件光学结构的主要设计依据，利用微分法以及微扰法，分析了介质吸收型五层平板波导和金属包层型七层平板波导的模式特性，得到了金属包层型脊形波导的模式特征方程和吸收损耗的表达式，推导了脊形波导的场分布和双定向耦合脊形波导的耦合系数等公式。作为器件电学结构的主要设计依据，分析了外加电场作用下极化聚合物折射率椭球的变化，得到了电光重迭积分因子和模式有效折射率变化的表达式，用点匹配法分析了一般结构微带行波电极的电场分布，给出了微波参数及阻抗匹配等相关计算和设计思想。其次，作为本论文的主要工作之一，利用串行级联相位发生器和一对微带电极，设计并实现了一种多功能聚合物非对称马赫—曾德尔（MZI）电光开关/滤波器。首先给出了基于两个串行级联相位发生器的光谱周期化聚合物非对称MZI电光开关/滤波器的理论、结构和公式。导出了输出功率、相位补偿条件和消光比补偿条件，得到了开关条件和器件特性的表达式。为了同时实现上述两种补偿条件，在1400~1600nm波长范围内，对非对称MZI开关/滤波器做了设计和优化，实现了均一化的自由光谱区(20nm)。最后，讨论了器件的滤波和开关性能的温度依赖性，并通过对比，证实了该器件的优越性。所设计的器件具有两个输入端口(A1和B1)和两个输出端口(A2和B2)，其中，端口A2包含10个信道(标号为#-7~#+2)，端口B2包含9个信道(标号为#-7~#+1)，并定义各信道中心波长处的输出光功率达到最大值的状态为ON状态，反之为OFF状态。模拟结果显示，ON和OFF状态电压分别为0和8.06V。在ON状态下，器件工作于滤波器状态，信道间的波长间隔为19.2~21.0nm(设定值为20.0nm)，最大周期偏差小于1nm。端口A2的信道#-7~#+2的插入损耗为2.69~19.30dB，端口B2的信道#-7~#+1的插入损耗为2.09~20.20dB。当工作于电光开关状态时，对于端口A2，各信道ON与OFF状态间的消光比大于15.70dB，对于端口B2，各信道ON与OFF状态间的消光比大于12.60dB。第叁，采用两节级联反相共面波导接地(CPWG)电极，优化设计了一种聚合物定向耦合电光开关，该器件在交叉态下具有较大的尺寸误差容许范围，以及较高的开关速度(理论上可达100GHz)。给出了器件的结构和相关理论，应用扩展点匹配法优化了波导和电极参数。基于传输矩阵法和傅里叶变换，提出了一种用于器件时频及相频响应特性的新型傅里叶分析理论。分析了在直流电压作用下器件的静态特性、在偏置余弦信号作用下器件的调制特性，以及在偏置方波信号作用下器件的开关特性。对比分析了本论文设计结果以及BeamPROP软件模拟结果，讨论了该器件和课题组之前报道的两节独立反相电极器件的性能差异。设计和模拟结果显示，在1550nm波长下，器件直通和交叉状态电压分别为0和2.67V，器件的总长度为8.38mm，插入损耗和串扰分别小于3.89和-30dB。3dB调制带宽和截止带宽频率分别为110.0GHz和131.6GHz。10%~90%上升、下降时间理论上均为3.80ps。通过结构优化，器件的截止开关频率可以达到之前报道的两节反相独立电极器件的9倍以上，这将拓展器件的超高速和大容量应用空间。同时，给出的傅里叶分析方法也可用来评估器件在其他任何形式信号作用下的响应性能。本论文创新点归纳如下：(1)通过在传统非对称MZI的冲激响应中添加附加相位，使非对称MZI的光谱具有了周期性能，进而得到了相位补偿条件。利用两个相位发生器，给出了用于设计非对称MZI滤波器的新型光谱周期化理论。(2)利用串行级联相位发生器和一对微带电极，模拟分析并实现了一种光谱周期化、波长选择性、多功能电光开关/滤波器。当无外加电压时，器件工作于ON状态，此时其可等效为一种具有周期化光谱的滤波器；当施加开关电压时，信道中心波长处呈OFF状态，此时其可等效为一种波长选择性电光开关。(3)由于具有两节独立反相电极的开关不能配置为行波方式，其截止开关频率取决于电极电容和等效电阻的乘积，这一数值一般很小。鉴于此，本论文使用两节反相余弦级联CPWG电极，设计了一种行波配置方式下聚合物定向耦合电光开关，通过对电光区和过渡区波导参数的优化，器件实现了理论上高达100GHz的截止开关频率。(4)尽管课题组前期提出了针对电光开关时域响应的微元传输分析方法，但该方法仅可用来估计器件在严格阶跃方波电压作用下的响应性能。作为该方法的改进，本论文提出了一种用于分析在偏置余弦和偏置方波作用下器件调制和开关性能的新型傅里叶理论，也可用来估计器件在其他任何形式信号作用下的响应性能。(本文来源于《吉林大学》期刊2012-05-01）
李晓东[3]（2012）在《极化聚合物电光开关的制备及稳定性研究》一文中研究指出随着因特网(internet)的迅速普及和发展，以及叁网融合的要求，传统的电信网络已经难以满足人们对高速通信的要求，而具有速度快、高带宽、抗电磁干扰能力强的光网络成为替代传统电信网络的首选。随着光网络的迅猛发展，对光通信器件的要求不断提高，具有低工作电压、高带宽、高速度的极化聚合物电光开关将成为光通信网络的核心器件之一。本文针对光开关器件制备和稳定性方面进行研究；首先介绍了电光开关的分类和及应用、聚合物电光材料的分类及发展、聚合物电光开关的发展、电光开关的工作原理及聚合物的极化技术等内容；然后介绍了本论文的核心部分，主要包括以下几个方面：1、对平面光波导电光开关的关键制备工艺-ICP(感应耦合等离子体)刻蚀工艺进行了优化。以常用刻蚀气体氧气刻蚀P(MMA-GMA)材料，优化了感应耦合等离子体刻蚀工艺，实验中通过监控波导表面粗糙度、波导侧壁形貌和刻蚀速率等指标，获得了天线射频功率、偏置射频功率、氧气流量、刻蚀腔室压强和刻蚀速率等参数的最佳值，并获得了如下结论：(1).刻蚀速率随天线射频功率、偏置射频功率、氧气流量的增加而增大。(2).偏置射频功率是引起波导表面和侧壁粗糙度的主要因素。(3).波导的侧壁垂直度主要由天线射频功率、偏置射频功率和氧气流量决定。(4).增加刻蚀时间会导致波导表面粗糙度变大。通过优化刻蚀参数，获得了光滑陡直的波导形貌，为制作高水平电光开关打下了良好基础。2、从DR1/SU-8(分散红1掺双酚A型环氧树脂光刻胶)材料入手，研究了包层对DR1/SU-8的影响、不同极化方式对薄膜形态的影响、包层对DR1/SU-8极化的影响、极化条件的改变对生色团分子取向弛豫的影响等方面进行了研究；通过对比实验发现：(1).采用改进后的电晕极化可以获得较高的极化效率和极化稳定性；(2). NOA73电光开关波导上包层与DR1/SU-8芯层界面在极化前后形貌良好，且极化效率最高；(3).采用电晕极化的复合膜包层表面Rrms(均方根粗糙度)较低，有利于制备形貌良好的电光开关微波电极系统。3、提出了在SF_6气体中掺入O2对PDMS(聚二甲基硅氧烷)进行凹槽刻蚀并作为电光开关波导的下包层，获得了SF_6和O2刻蚀PDMS的最佳流量比；将价格便宜、光学特性及热稳定性良好、电导率较高的PDMS引入电光开关的制备中；制备了基于PDMS包层、DR1-PMMA芯层的倒脊型波导M-Z电光开关并对其性能进行了测试。4、自主合成了DR1/KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基叁甲氧基硅烷)有机/无机杂化材料，以KH560替代传统的正硅酸乙酯(TEOS)作为有机/无机杂化材料的Si源，通过KH560将R(CH_2CH_2CH_2CH_2OCH_2C_2H_3O)基团引入有机/无机杂化材料的TiO_2-SiO_2网格中，解决了TEOS有机/无机杂化材料旋涂固化成膜易开裂的缺点；对DR1/KH560有机/无机杂化材料薄膜的表面均方根粗糙度、折射率、电光系数进行了表征；制备了基于P(MMA-GMA)包层的倒脊型波导电光开关并对其性能进行了测试。(本文来源于《吉林大学》期刊2012-04-01）
郑红丽[4]（2010）在《定向耦合型极化聚合物电光开关/电光调制器的分析与制备》一文中研究指出光开关器件具备速度快、高消光比、低损耗等优点,在现代通信技术中具有重要作用。极化聚合物因其介电常数低、易集成等优点,逐渐成为光开关器件的重要材料。本论文主要工作是基于光波导理论,利用实验室自主合成的聚合物电光材料,设计并制备不同结构的2×2定向耦合型波导电光开关/电光调制器。本论文介绍了电光开关发展、极化聚合物材料及器件研究的意义,分析了定向耦合型电光开关的结构设计和工作原理;考虑材料的不同性质,制作了基于PMMA芯层的加载条形光波导电光调制器,获得了10KHz下的正弦调制曲线;制备了基于SU-8芯层材料的倒脊型波导电光开关,并对器件进行了整体测试,获得了方波开关现象。所积累的实验数据为今后高速电光开关的优化奠定了基础。(本文来源于《吉林大学》期刊2010-06-01）
王希斌[5]（2010）在《极化聚合物薄膜的电光特性研究》一文中研究指出极化聚合物材料由于其优良的可加工性,高度的可剪裁性和优异的衬底兼容性等优点,以及近年来在光损耗、热稳定性等关键特性方面的突破性进展,使得极化聚合物电光材料在高速电光器件方面有着重要的应用前景。本论文针对制备高速电光调制器、电光开关的极化聚合物电光材料在理论和实验上进行了基础性的研究工作。搭建并校准了测量极化聚合物薄膜电光系数的简单反射法测试系统,首次提出在高频段测量电光系数的准确性。针对单层电光材料和有上包层的电光材料,分别推导了计算其电光系数的公式。另外,为了消除系统带来的误差,还推导了计算GaAs电光系数的公式,利用两式作比得到了校准后的计算极化聚合物电光系数的公式。利用简单反射法测试系统测量了极化聚合物DR1/PMMA在1310nm波长下的电光系数为11.45pm/V,理论和实验结果表明,用校准后的反射法测试系统测得的电光系数具有更高的可靠性。首次用溶胶—凝胶法制备了? -(2,3-环氧丙氧)丙基叁甲氧基硅烷(KH560)修饰的掺杂型DR1/SiO2—TiO2有机/无机杂化电光材料,利用校准后的测试系统在1310nm波长下测得其电光系数为3.5pm/V。有机相的引入解决了以往有机/无机杂化材料薄膜易开裂的问题,针对这种材料柔韧的特性,设计并制备了上加载条形电光波导,最后得到了这种结构波导的近场输出光斑。(本文来源于《吉林大学》期刊2010-04-01）
高伟男[6]（2009）在《极化聚合物电光开关的基础研究》一文中研究指出本论文对极化聚合物高速电光开关的研制在理论和实验上进行了研究。高速电光开关在新一代的全光网络,新兴的ROF技术以及在军事国防上都有着重大的应用前景。极化聚合物电光开关更因为聚合物光子材料高度的可剪裁性,优良的可加工性和优异的衬底兼容性以及近年来在光损耗、热稳定性等关键特性方面的突破性进展,使高速聚合物电光开关成为极具发展的实现低成本、高性能光子器件。基于自主研发的性能稳定的电光材料,从分子和材料结构、合成工艺与电光材料性能的关系入手,分别研究了掺杂型的分散红1/含氟聚酰亚胺、溶胶—凝胶法合成的有机/无机杂化复合型这两种电光材料。其中有机/无机杂化材料,成膜良好,RMS仅为2.108nm,电光系数在1310nm可达50pm/V且稳定性良好,基于它的优良特性我们设计了一种加载条形波导结构,波导波导的宽度和高度分别为4μm和3μm,分支波导的间距为30μm,调制区长度为1.5cm依据优化的设计参数成功制备了极化聚合物电光开关,经测试消光比可达8dB,为基于有机聚合物光波导技术在高速电光器件领域的应用进行了基础的探索。(本文来源于《吉林大学》期刊2009-06-01）
孙杰[7]（2009）在《基于加载条形光波导的极化聚合物电光调制器的研究》一文中研究指出现代通信、电子以及计算机技术的飞速发展离不开光纤通信网络的支持,而光电子技术中的变频、调制、开关、偏转是光信息处理过程中不可缺少的技术。因此,高速电光调制器已经成为光通信网络中不可替代的重要器件。极化聚合物电光调制器由于制备工艺简单、制作成本低、容易实现高带宽等显着优势,近年来倍受到国内外研究人员的重视。本论文的主要工作就是围绕极化聚合物电光调制器的研究展开的。论文重点阐述了利用掺杂型DR1/TiO2/SiO2杂化材料、SU-8紫外负性光刻胶、甲基丙烯酸甲酯共聚物以及铝电极,设计、制备加载条形光波导极化聚合物电光调制器的方法和过程。对器件的材料选择、结构设计、工艺制备以及性能测试进行了详细的论述,并提出了下一步研究工作的展望。本论文的主要创新点为:自主合成了掺杂型DR1/TiO2/SiO2杂化材料,并对材料的成膜特性、吸收特性以及电光特性进行了测试表征。针对合成的材料特点,提出了一种偏振不敏感的加载条形波导结构,利用掺杂型DR1/TiO2/SiO2杂化材料和SU-8紫外负性光刻胶,在国际上首次制备出M-Z结构的基于加载条形光波导的极化聚合物电光调制器。自主设计并搭建了包括光学和电学在内的高速电光器件测试系统,对制备成功的器件性能进行了测试分析。利用波导理论和保角变换原理,首次成功计算了加载条形波导结构和共面波导电极结构的电光重迭积分因子。这些工作为今后制备高指标的电光器件奠定了基础。(本文来源于《吉林大学》期刊2009-06-01）
单志博[8]（2009）在《基于极化聚合物DR1/SU-8的电光开关基础研究》一文中研究指出本论文针对基于极化聚合物DR1/SU-8的电光开关进行了基础性的研究工作。重点研究了交联型极化聚合物电光材料DR1/SU-8的材料性质以及以该材料为电光材料的电光开关的制备。对DR1/SU-8的性质进行了系统研究,摸索出合理的材料各组分配比;得到DR1/SU-8及其主体SU-8光刻胶的折射率随曝光时间的变化关系;对比测量了两种材料的紫外可见近红外吸收光谱,表明在1310nm及1550nm通信窗口处光吸收很小,分析光谱说明曝光中烘过程可以使掺杂了DR1(Disperse Red 1)的SU-8光刻胶发生交联;对曝光前后的DR1/SU-8材料进行了热重分析,说明曝光中烘后材料发生交联,热稳定性更好;最后对交联前后的DR1/SU-8材料的电光系数进行了测量,表明交联后电光系数明显增大,最大可以达到约40pm/V,且稳定性显着提高。通过以上研究,说明DR1/SU-8是一种交联型极化聚合物材料,适宜制备波导型电光开关。用DR1/SU-8材料做为芯层电光材料,制备了矩形和倒脊型两种结构的电光开关波导,针对两种不同结构的光波导分别进行了单模条件的计算和光场模拟,摸索制备工艺条件,成功制备出矩形和倒脊型波导,经光波导测试系统测试得到明亮的近场输出光斑。由于倒脊型波导传输损耗较小,选择在倒脊型波导上加载电极,完成了整个电光开关的制备。最后介绍了电光开关的测试系统。经过测试,以DR1/SU-8为电光材料的聚合物电光开关方波信号频率约为1kHz,用作交流调制时正弦交流信号频率可以达到100kHz。(本文来源于《吉林大学》期刊2009-05-01）
李琛,恽斌峰,胡国华,崔一平[9]（2008）在《主客体掺杂型电光聚合物极化条件及弛豫特性研究》一文中研究指出实验利用紫外-可见吸收光谱研究了主客体掺杂型非线性聚合物薄膜(DR1/PMMA)的极化条件与生色团取向有序度、弛豫特性之间的关系。结果表明,在不改变其它条件的情况下,随着极化电压的增加,聚合物薄膜的极化取向有序度、抗弛豫性能得到逐步增强;而在接近于该聚合物薄膜的玻璃化温度情况下进行极化,有助于获得更好的取向有序度和抗弛豫性能。同时实验发现,环境湿度的降低则能显着地增强薄膜偶极子的取向稳定性。(本文来源于《电子器件》期刊2008年06期）
田美强[10]（2008）在《极化聚合物电光开关微波电极系统的基础研究》一文中研究指出本论文针对极化聚合物电光开关的微波电极系统进行了基础性的研究工作。首先介绍了光开关的研究意义,有机聚合物材料的优势以及聚合物电光开关在国内外的研究进展;通过晶体的电光调制理论引出了极化聚合物的电光效应,为极化聚合物电光开关的研究奠定了理论基础;比较分析了各种电极结构的差异,选取共面波导(CPW)行波电极进行研究;利用保角变换理论导出了CPW行波电极各参数的解析表达式,为电光开关微波电极的设计提供了理论依据;结合软件模拟与理论计算,详细分析了共面电极的有效电场分布,多节反相电极结构对定向耦合型电光开关特性的影响,讨论了电极尺寸、波导位置与各性能参数之间的变化关系,设计了基于极化聚合物的不同衬底材料的电光调制器以及单节、两节、叁节、四节反相电极结构定向耦合型电光开关的共面行波电极系统;自制了高频测试用微波探针并搭建了一套行波电极的测试系统;利用半导体工艺制备了多个不同衬底材料、不同介质层的CPW行波电极;对行波电极、调制器、定向耦合型电光开关进行了性能测试,分析了测试结果,并阐明了Si衬底行波电极损耗较大的原因。(本文来源于《吉林大学》期刊2008-05-05）
电光极化聚合物论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在波分复用网络中，光开关及阵列均是核心器件。基于极化聚合物材料的电光开关，具有速度快、易于加工等优点，是目前光开关领域的研究热点之一。针对极化聚合物集成波导电光开关，本论文主要开展了新型结构设计及新型分析方法方面的理论研究工作，具体内容如下：首先，作为器件光学结构的主要设计依据，利用微分法以及微扰法，分析了介质吸收型五层平板波导和金属包层型七层平板波导的模式特性，得到了金属包层型脊形波导的模式特征方程和吸收损耗的表达式，推导了脊形波导的场分布和双定向耦合脊形波导的耦合系数等公式。作为器件电学结构的主要设计依据，分析了外加电场作用下极化聚合物折射率椭球的变化，得到了电光重迭积分因子和模式有效折射率变化的表达式，用点匹配法分析了一般结构微带行波电极的电场分布，给出了微波参数及阻抗匹配等相关计算和设计思想。其次，作为本论文的主要工作之一，利用串行级联相位发生器和一对微带电极，设计并实现了一种多功能聚合物非对称马赫—曾德尔（MZI）电光开关/滤波器。首先给出了基于两个串行级联相位发生器的光谱周期化聚合物非对称MZI电光开关/滤波器的理论、结构和公式。导出了输出功率、相位补偿条件和消光比补偿条件，得到了开关条件和器件特性的表达式。为了同时实现上述两种补偿条件，在1400~1600nm波长范围内，对非对称MZI开关/滤波器做了设计和优化，实现了均一化的自由光谱区(20nm)。最后，讨论了器件的滤波和开关性能的温度依赖性，并通过对比，证实了该器件的优越性。所设计的器件具有两个输入端口(A1和B1)和两个输出端口(A2和B2)，其中，端口A2包含10个信道(标号为#-7~#+2)，端口B2包含9个信道(标号为#-7~#+1)，并定义各信道中心波长处的输出光功率达到最大值的状态为ON状态，反之为OFF状态。模拟结果显示，ON和OFF状态电压分别为0和8.06V。在ON状态下，器件工作于滤波器状态，信道间的波长间隔为19.2~21.0nm(设定值为20.0nm)，最大周期偏差小于1nm。端口A2的信道#-7~#+2的插入损耗为2.69~19.30dB，端口B2的信道#-7~#+1的插入损耗为2.09~20.20dB。当工作于电光开关状态时，对于端口A2，各信道ON与OFF状态间的消光比大于15.70dB，对于端口B2，各信道ON与OFF状态间的消光比大于12.60dB。第叁，采用两节级联反相共面波导接地(CPWG)电极，优化设计了一种聚合物定向耦合电光开关，该器件在交叉态下具有较大的尺寸误差容许范围，以及较高的开关速度(理论上可达100GHz)。给出了器件的结构和相关理论，应用扩展点匹配法优化了波导和电极参数。基于传输矩阵法和傅里叶变换，提出了一种用于器件时频及相频响应特性的新型傅里叶分析理论。分析了在直流电压作用下器件的静态特性、在偏置余弦信号作用下器件的调制特性，以及在偏置方波信号作用下器件的开关特性。对比分析了本论文设计结果以及BeamPROP软件模拟结果，讨论了该器件和课题组之前报道的两节独立反相电极器件的性能差异。设计和模拟结果显示，在1550nm波长下，器件直通和交叉状态电压分别为0和2.67V，器件的总长度为8.38mm，插入损耗和串扰分别小于3.89和-30dB。3dB调制带宽和截止带宽频率分别为110.0GHz和131.6GHz。10%~90%上升、下降时间理论上均为3.80ps。通过结构优化，器件的截止开关频率可以达到之前报道的两节反相独立电极器件的9倍以上，这将拓展器件的超高速和大容量应用空间。同时，给出的傅里叶分析方法也可用来评估器件在其他任何形式信号作用下的响应性能。本论文创新点归纳如下：(1)通过在传统非对称MZI的冲激响应中添加附加相位，使非对称MZI的光谱具有了周期性能，进而得到了相位补偿条件。利用两个相位发生器，给出了用于设计非对称MZI滤波器的新型光谱周期化理论。(2)利用串行级联相位发生器和一对微带电极，模拟分析并实现了一种光谱周期化、波长选择性、多功能电光开关/滤波器。当无外加电压时，器件工作于ON状态，此时其可等效为一种具有周期化光谱的滤波器；当施加开关电压时，信道中心波长处呈OFF状态，此时其可等效为一种波长选择性电光开关。(3)由于具有两节独立反相电极的开关不能配置为行波方式，其截止开关频率取决于电极电容和等效电阻的乘积，这一数值一般很小。鉴于此，本论文使用两节反相余弦级联CPWG电极，设计了一种行波配置方式下聚合物定向耦合电光开关，通过对电光区和过渡区波导参数的优化，器件实现了理论上高达100GHz的截止开关频率。(4)尽管课题组前期提出了针对电光开关时域响应的微元传输分析方法，但该方法仅可用来估计器件在严格阶跃方波电压作用下的响应性能。作为该方法的改进，本论文提出了一种用于分析在偏置余弦和偏置方波作用下器件调制和开关性能的新型傅里叶理论，也可用来估计器件在其他任何形式信号作用下的响应性能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电光极化聚合物论文参考文献
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