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硅基高分子聚合物光歐瑪爾OMAL開關研究
十二五期間，中國已經將三網(wǎng)融合上升為國家戰(zhàn)略，這將給整個通信行業(yè)帶來重大商機。三網(wǎng)融合的推進必須以寬帶網(wǎng)絡的建設為基礎，電信寬帶光纖到戶作為十二五期間的重點專項將占有1600億元人民幣以上的投資額度。這對網(wǎng)絡設備制造商是機遇，所有光通信的配套設備、光電子器件、收發(fā)器、傳輸設備、接入設備都會有重要需求。三網(wǎng)融合的實現(xiàn)過程必將促進光通信行業(yè)的整體發(fā)展。

硅基高分子聚合物光歐瑪爾OMAL開關研究
光OMAL開關作為光通信器件重要組成部分，在光路倒換、光發(fā)射機、信號中繼等各個環(huán)節(jié)有重要應用。 目前主要應用于光通信中的光OMAL開關以無機材料為主，基于聚合物材料體系的光OMAL開關國外有些公司已經開始銷售相應產品。國內聚合物光OMAL開關方面的研究起步較晚，還沒有產品化。本論文以低成本的聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(P(MMA-GMA))材料為主體材料，采用偶氮染料分散紅1(DispersedRed1,DR1)作為客體摻雜的方法使合成的聚合物材料具有極性，適用于電光OMAL開關的制備。這種材料具有合成路線簡單，成膜質量好，高性價比等優(yōu)點。采用橢偏儀對材料的光學參數(shù)進行了表征，合成的材料折射率為1.5037(@1550nm）。采用旋涂法在硅基片上成膜，原子力分析薄膜表面起伏度為0.441nm(18×18μm2)，常見的集成光OMAL開關器件其波導尺寸為微米量級，這樣的薄膜質量*可以滿足波導器件制備的需要。 為了實現(xiàn)電光OMAL開關器件，對這種材料的熱學特性進行了分析，高溫量熱儀測試結果表明材料5%失重溫度在300℃以上，差示掃描量熱儀分析結果表明材料Tg為102℃，據(jù)此確定材料的極化溫度為110℃。采用電暈極化的方式，對制備的極化聚合物薄膜進行了極化，并通過反射法對材料的電光系數(shù)進行了表征，實驗結果顯示材料在1310nm下電光系數(shù)為10pm/V。 論文提出了一種自上而下（Top-Down）的光OMAL開關器件設計流程。這種方法在設計初期首先考慮芯層材料折射率，成膜厚度以及光刻機可以實現(xiàn)的zui小線條寬度，選擇合適的波導寬度。然后確定包層材料的折射率范圍而不是確定的值來對波導的模式進行匹配。通過這樣的方法，增加材料的適用性，當材料的折射率在一定范圍內變化的時候，都可以滿足波導單模傳輸。 針對光OMAL開關的版圖設計，完成了專門的程序實現(xiàn)光刻板參數(shù)的計算。在給定器件的波導參數(shù)之后，該程序可自動計算器件波導各部分的坐標，電極的坐標以及對位標記和備注信息內容的坐標值。 摻雜型光OMAL開關采用行波電極結構，通過微波探針加載驅動信號，器件測試結果顯示在10kHz的方波信號驅動下，OMAL開關時間為納秒量級，插入損耗14dB。主/客摻雜結構的材料體系，極化之后的聚合物薄膜容易發(fā)生弛豫。論文還采用鍵聯(lián)型聚合物DR1-co-PMMA材料制備了器件。同時，針對聚合物材料工作點漂移的問題，論文提出一種具有熱光偏置結構的電光OMAL開關，該設計充分利用聚合物材料熱光系數(shù)大的特點，通過加熱調整器件的工作點，保證器件輸出穩(wěn)定。器件測試結果顯示在50kHz方波信號驅動下，OMAL開關時間為納秒量級. 聚合物材料因為C-H鍵的振動吸收，在通信波段會引入較大的損耗?？梢酝ㄟ^用較重的原子替換C-H鍵中的H使振動吸收峰紅移，從而減少材料在通信波段的吸收。

硅基高分子聚合物光歐瑪爾OMAL開關研究
論文實現(xiàn)了一種含氟超支化氟化聚合物材料，采用氟原子替換氫原子的方法，減小材料在1550nm波長處的吸收。材料的吸收光譜顯示，這種材料在1310nm和1550nm有較小的吸收，具有制作通信用光波導器件的潛質。進一步對材料的熱學特性進行了表征，聚酰亞胺具有較高的熱穩(wěn)定性，玻璃態(tài)轉變溫為187℃，5%熱分解溫度為596℃。合成了兩種折射率不同的芯層和包層材料，設計制作了熱光OMAL開關，OMAL開關時間為267.9μs和254.1μs。此實驗結果說明該材料在光波導器件應用領域有較好的應用前景，為材料的進一步應用奠定了良好的基礎。