声光波导调制器中光波导的研究

摘要

利用声波对光波的调制、开关以及对光束传播方向的控制作用而实现的集成声光器件可以广泛应用到光通信、光信息处理、光传感及显示等领域。同时，声光器件所固有的高速度、宽频带和可多波长同时工作的特点也有助于光纤激光器以及光通讯领域的发展。
　　 本文对高速波导声光调制器中光波导的理论和实验分别进行了研究。论文的主要内容包括以下几个方面：
　　 1.回顾了高速波导声光调制器的研究背景和发展现状，介绍了波导器件中光波导的研究现状。
　　 2.基于波导声光调制器的基本理论，对器件与光纤的耦合效率、光波导的传输损耗和调制器的衍射效率等性能进行了研究。分别介绍了钛扩散光波导和质子交换光波导，并比较了两种光波导的性能。分析了128°Y切LiNbO3晶体波导在性能上的特点。
　　 3.建立了一套波导声光调制器中钛扩散光波导制作参数的设计方法，对调制器性能，包括光波导的耦合损耗、模式选择以及声光波导调制器的衍射效率进行了研究。并分析了光波导的扩散深度、扩散宽深比、钛条宽度对调制器性能的影响。提出了设计光波导扩散深度、扩散前Ti条宽度的方法。
　　 4.利用OptiBPM软件对新型高速波导声光调制器进行分析，分析了由于光波导结构引入的器件传输损耗。对在理论研究的基础上试制的波导声光调制器进行了测试，得到器件的插入损耗为6dB，偏振相关损耗为1.9dB，隔离度为14.4dB，衍射效率约为18％。通过分析波导的插入损耗完善了光波导的制作参数，对调制器提出改进意见。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 光调制器和光开关的发展

1.2 声光波导器件的发展

1.3 光波导的研究现状

1.4 论文主要内容

第二章 波导声光调制器基本原理

2.1 声表面波

2.2 共面型波导声光调制器的调制原理

2.3 波导型器件中的光波导

2.3.1 Ti热扩散光波导

2.3.2 质子交换光波导

2.4 光波导设计中的性能参数

2.4.1 波导与光纤的耦合损耗

2.4.2 波导模式选择

2.4.3 声光衍射效率

2.4.4 不同波导的性能比较

2.5128°Y切Ti：LiNbO3光波导

2.6 小结

第三章 Ti：LiNbO3光波导的研究

3.1 光波导端面的模场分布

3.1.1 浓度分布

3.1.2 折射率分布

3.1.3 模场分布

3.2 Ti：LiNbO3光波导与光纤的耦合损耗

3.2.1 Ti条宽度对耦合损耗的影响

3.2.2 扩散深度对耦合损耗的影响

3.2.3 波导扩散宽深比与耦合损耗之间的关系

3.3 声光波导调制器的衍射效率

3.4 Ti：LiNbO3光波导的模式选择

3.5 小结

第四章 波导声光调制器的制作,测试和分析

4.1 新型声光波导调制器中光波导的制作

4.2 波导性能的软件模拟

4.3 波导声光调制器的测试

4.3.1 插入损耗的测试

4.3.2 隔离度的测试

4.3.3 偏振相关损耗的测试

4.3.4 损伤阈值的测试

4.3.5 通过插损测试完善波导参数

4.4 总结及展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢