文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
聚合物光波导超精密模制技术研究
姓名:彭文强
申请学位级别:硕士
专业:机械工程
指导教师:吴宇列
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
光波导作为集成光学的基本单元,也是全光网络传输的基础,光波导结构在
现代光通信领域中具有十分重要的用途。有机聚合物以其介电常数小,电光和热
光系数大,热损耗小,易于加工且可垂直集成等优点已成为制作集成光波导器件
最具有前景的材料。本文把金刚石超精密切削技术与聚合物光波导器件微模具复
制技术结合起来,提出了聚合物光波导的超精密模制工艺以实现光波导器件的快
速大批量生产。主要研究内容如下:

料。根据光波导和光纤的耦合理论对聚合物光波导条进行了结构优化设计。提出
了光波导条的超精密模制工艺具体实现流程。
,利用
微扰法成功对梯形截面光波导进行了矩形截面等效。根据平板波导散射原理建立
了矩形光波导的散射损耗理论模型。通过等效关系及散射理论模型确立了梯形截
面光波导的散射损耗与表面粗糙度及尺寸精度之间的关系,为光波导微模具的制
作及其模制工艺提供理论指导。
,设计了微模具飞切加工刀具,
确定了刀具具体的结构形式。通过正交实验分析了飞切加工工艺参数对光波导微
模具表面质量的影响关系,确定了光波导微模具的最佳加工工艺参数。以光波导
微结构的尺寸精度以及表面粗糙度为性能指标通过正交试验确定了最佳的注塑工
艺参数。
,提出了一种基于磁流变的端面抛光方法。
基于磁流变抛光工艺设计了一种端面抛光装置,获得了良好的端面抛光效果。
-光波导耦合测试理论分析了各对准误差对测试损耗的影响关系。
搭建了测试耦合五自由度微动平台,通光测试验证了制作聚合物光波导条具有良
好的通光性能,从而验证微模具的金刚石飞切超精密加工的注塑模制工艺对聚合
物光波导器件进行大批量快速制造的可行性以及有效性。
主题词:聚合物光波导散射损耗飞切加工模制端面抛光耦合测试
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
As the basic unit of integrated optics and the foundation of all-works,
optical waveguide has very significant application in modern munication
network. Polymers are the most foreground material in integration optical waveguide
devices due to small dielectric constant, high electro-optical and thermo-optical constant,
low thermal losses, ease of fabrication and vertical integration and so on. Combined
with the mould made by the ultra-precision diamond cutting technique, ultra-precision
moulding technique is put forward to realize quick and large-lot production of polymer
optical waveguide devices. The main contents are expressed as follow:
1. The waveguide core and cladding polymer materials suitable to moulding
technique were selected based on optical waveguide theory. According to the coupling
theory with the fiber, the polymer optical waveguide was designed. The specific
manufacturing process flow was brought forward based on the ultra-precision m