离子交换技术制作玻璃基光功分器研究

摘要

由于现代光通信技术的发展，各种光网络的建设对光功率分配器提出了很大的市场需求。光功分器的基本功能是可以对光信号进行分路或合路，它是光网络中的核心器件之一，本论文研究内容就是采用离子交换技术制作光波导和光功分器。 论文首先介绍了光功分器的应用背景和制作集成光学器件的材料和工艺，之后把重点放在了离子交换技术的理论研究和工艺实验上，并对K+-Na+和Ag+-Na+两步离子交换技术进行了研究。为了准确地分析离子交换过程，论文建立模型来分析玻璃中的离子交换过程，使得理论分析和实验结果互相指导。建立模型时，先分析了离子交换的物理机理，从Fick第一定律和第二定律出发，经过严格的数学推导得到离子交换反应方程。之后，借助于matlab软件用数值分析方法解析方程，较好的计算了一次离子交换、二次离子反交换和电场辅助离子交换等离子浓度分布，并与实验结果相对照，最终理论和实验结果得到了较好的统一。最后进行光功分器的设计，按路数分为1×4、1×8、1×16和1×32等光功分器，运用光学软件分析模拟器件性能，并进行了实验制作。经测试，器件性能与理论值相符，并且器件已能满足FTTH系统的要求。 论文完整的描述了研究光功分器所涉及的各个方面，从离子交换理论分析到光波导的工艺实验，从光功分器的设计到制作、测试等，其中，重点放在了离子交换技术的理论和实验上，这是制作光功分器的主要内容。

目录

摘要

第一章绪论

第二章制作光功分器的材料和工艺

第三章离子交换过程的理论研究和实验结果

第四章K+-Na+和Ag+-Na+两步离子交换技术

第五章光功分器

第六章总结与展望

致谢