有机聚合物Y分支定向耦合电光调制器的研究

摘要

光控相控阵雷达及有线电视网（CATV）等模拟光纤通信系统要求外调制器拥有高线性度。而传统的M-Z调制器的调制曲线为正弦曲线，由它产生的非线性失真会极大地减小系统的动态范围。人们已经提出了许多方法来提高调制器的线性度，比如通过控制偏置电压进行严格的信号补偿，采用多个调制器级联结构等。这些方法都是基于M-Z调制器结构提出的，它们一个共同的缺点就是实现过于复杂，难以实际应用。而 Y分支定向耦合电光调制器因为能够很好地平衡线性度、器件复杂性及稳定性等各方面因素，成为了线性调制器中的研究热点之一。　　本文研究了一种基于有机电光聚合物的Y分支定向耦合电光调制器。这种调制器的线性度与两段电极的归一化耦合长度组合（s1，s2）密切相关。我们对这种调制器的非杂散动态范围、调制深度、归一化驱动电压和制作公差等进行了理论分析，并综合各方面因素确定了一种优化方案（s1，s2）=（2.86，2.86）。　　我们设计了一种低速Y分支定向耦合电光调制器用来对优化方案进行验证。我们首先利用集成光学理论和OptBPM9.0软件对光波导进行设计仿真。确定了基于 UV15:IPC-E/PSU:NOA61材料体系的Y分支定向耦合电光调制器的光波导结构，整个波导结构总长4cm，插入损耗为7.9dB。然后选用伪反相结构电极——“Z”字型电极作为 Y分支定向耦合电光调制器的驱动电极结构。利用微带线电极理论分析，最终确定上电极金层的厚度为3μm，宽度为20μm。此时电极的特性阻抗为50.0649Ω。　　本文最后利用微细加工工艺对 Y分支定向耦合电光调制器进行实验室制备，并对制备过程中存在的问题进行的分析和解决。　　相信在不久的将来，随着微细加工工艺技术水平的提高和人们研究的深入，基于有机聚合物的Y分支定向耦合电光调制器必定能够应用到实际的模拟光纤通信系统中。

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第一章 绪 论

1.1 光纤通信概述

1.2 电光调制器概述

1.3 Y分支定向耦合电光调制器概述

1.4 本论文的主要工作和结构安排

第二章 Y分支定向耦合电光调制器涉及的理论

2.1 光波导模式理论

2.2 光波导耦合模理论

2.3 有机电光聚合物的电光效应

2.4 电光调制器的非线性失真

2.5 微带线电极

2.6 本章小结

第三章 Y分支定向耦合电光调制器的设计

3.1 Y分支定向耦合电光调制器

3.2 光波导结构设计

3.3 电极设计

3.4 本章小结

第四章 Y分支定向耦合电光调制器的制备

4.1 下电极制备

4.2 制备下包层

4.3 制备芯层

4.4 制备上包层

4.5 制备上电极

4.6 本章小结

第五章 全文总结

5.1 本文的主要工作

5.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果