文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
聚合物阵列波导光栅的设计与工艺实验
姓名:吴飞
申请学位级别:硕士
专业:物理电子
指导教师:朱大庆
20050501
摘要
波分复用技术是随着通信系统和网络对带宽和容量的迅猛增长而出现的。近些年
来,为满足波分复用系统的要求,发展了很多高性能的光子器件。基于阵列波导光栅
(AWG)的各种光子器件代表了实现波分复用系统的关键实用技术之一。采用有机聚合
物材料进行光电子与集成光学器件的研究,材料价廉,工艺过程简单,这使得器件成
本大幅度降低。本文主要是研究聚合物 AWG 的设计技术及对其结构优化设计,并研究
聚合物 AWG 器件的制造工艺。
论文介绍了 AWG 器件的工作原理、特性和系统对它的要求。总结了为提高这些方
面的性能,从设计、工艺等方面进行的各项改进措施。对器件进行了建模,并编制出
一套设计 AWG 器件各参数的流程方法和程序,可以设定不同性能要求直接得到 AWG 器
件的各参数并直接在光学辅助设计软件中 BPM 模拟,得到所设计的 AWG 光谱响应曲线。
在此基础上,根据本实验室合成的聚合物材料的折射率,设计出了16 通道 AWG 器件各
结构参数,并设计出 16×16AWG 的版图,制作出掩膜版。
平坦光谱响应 AWG 在实际应用中有重要价值。本文主要研究了在 AWG 器件中输
入波导与输入平板波导之间加入一个抛物线型过渡器来实现平坦光谱响应的方法。对
抛物线型过渡器的结构参数对 AWG 的光谱响应的影响作了讨论,并且通过分析和设
计,可以得到低色散的平坦光谱响应 AWG。
聚合物平面波导光器件制作工艺的摸索研究是实现器件产业化的重要工作。本文
在国内首次利用自行合成的氟化聚酰亚胺材料,利用旋涂-溅射-光刻-ICP 刻蚀等工艺
方法制备聚合物薄膜波导,并制备出了高性能的氟化聚酰亚胺薄膜平面波导,对聚合
物平面波导工艺作了积极的摸索。

关键词:阵列波导光栅,器件结构,平坦光谱,光束传播法,平面光波导
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ABSTRACT
Wavelength Division Multiplexing (WDM) technology is emerging in response to the
rapid increase of bandwidth and capacity requirements in munication systems and
networks. In recent years, high performance and sophisticated photonic devices have been
developed to meet WDM system requirements. ponents based on
arrayed-waveguide grating (AWG) represent one of the key enabling technologies for WDM
systems. It makes the cost of devices decrease greatly because of low cost of material and
simpleness of fabrication when polymeric material is used to research devices of
photoelectron and integrated optics. This thesis emphasizes on the techniques of polymeric
AWG design, configuration optimization and fabrication technology.
The dissertation introduced principles, unique characteristics and system-related
pertinent issues of AWG. In order to promoting these performances, some amelioration
measures on design and procedure were summarized. Modeling and a suit of flow and
program of designing each configuration parameter of AWG device were performed, in
which each configurati