热光可调聚合物波导布拉格光栅的优化设计

摘要

本文研究了不同热光电极位置下聚合物波导布拉格光栅的调制特性,通过优化热光电极热光调制效率提高了1.24倍.为改善波导布拉格光栅芯层受热不均匀的情况,本文进一步提出了在波导布拉格光栅两侧构建空气沟槽的方案,使波导芯层的温度不均匀度小于l℃,而且在双波导通道的结构中,空气沟槽的构建可有效地降低相邻波导通道间的串扰,模拟结果得到通道间串扰由-35dB降低到-67dB.rn 在集成光学领域内，波导布拉格光栅广泛应用于光通信器件和集成光电回路中作为反射结构可以制作滤波器、调制器、激光器的反射镜、波长转换器等各种性能优越的光子器件，基于波导布拉格光栅的器件具有尺寸小、能耗低、响应快、调制深度高等诸多优点，因此具有广阔的应用前景，而波导布拉格光栅的可调节性和低串扰性是衡量器件性能优劣的重要指标。rn 许多材料可以用来制备波导布拉格光栅，其中聚合物材料是实现混合集成光器件的首选之一。聚合物材料与传统的无机材料相比，除了其价格低廉、制作简单外，更重要的是它具有较高的热光系数及较低热传导率。因此聚合物材料可以有效地降低在调制布拉格光栅时所需的功耗，并且随着波导结构的优化，热光调谐的功耗可将进一步降低。rn 本文对聚合物波导布拉格光栅结构进行了优化设计，提出了在基于聚合物波导光栅结构两侧设置空气沟槽的方案。研究分析了在不同位置的热光电极作用下，有无空气沟槽时波导布拉格光栅的温度变化分布及对通道间串扰的影响。仿真结果表明优化后结构的热光电极结构一方面可显著提高热光调制效率，另一方面可有效降低散射光对相邻通道波导的串扰。