文档介绍：分类号密级

UDC 注1

学位论文

基于集成光学的磁光波导调制器研究及 Ce:YIG 薄膜制备
(题名和副题名)

杨琴
(作者姓名)

指导教师姓名谢康教授博导
电子科技大学成都
(职务、职称、学位、单位名称及地址)
申请专业学位级别硕士专业名称光学工程
论文提交日期论文答辩日期
学位授予单位和日期电子科技大学

答辩委员会主席

评阅人
2007 年月日
注 1:注明《国际十进分类法 UDC》的类号。
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工
作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地
方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含
为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明
确的说明并表示谢意。

签名: 日期: 年月日

关于论文使用授权的说明
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签名: 导师签名:
日期: 年月日
摘要
摘要
光调制器是光通信和光信息处理的重要元件,近年来随着高速光纤传输系统
的迅速发展,迫切要求高速光波导调制器与之相适应。典型的调制器是利用电光
效应的电光调制器和利用声光效应的声光调制器,但是电光调制器光吸收大,而
声光调制器带宽小,磁光调制器由于缺乏好的磁光材料而很少被研究。近年来,
由于掺 Bi 和掺 Ce 石榴石的研究成功为磁光调制器研究提供了广阔的前景。
本文首先介绍了石榴石的发展现状以及石榴材料的具体应用,介绍了钇铁石
榴石结构和元素替代,并重点研究了 Ce 替代钇铁石榴石,指出 Ce:YIG 具有(1)
大法拉第旋转,在相同波长、相同取代量的条件下是 Bi:YIG 的 6 倍;(2)Ce:YIG
温度系数较小;(3)Ce:YIG 材料成本低廉;(4)Ce:YIG 易磁化方向平行于膜内取
向等优点,是制作波导器件的良好材料。
详细介绍了磁光波导仿真计算的有限差分光束传输法(FD_BPM)的基本原理,
以及边界条件的理论。并通过与文献的比较证明了仿真的正确性。
对模式转换磁光波导调制器进行了理论研究,并推导了模式耦合磁光波导调
制器的模式转换效率,提出增大转换效率的两种途径:(1)增大材料的法拉第旋
转;(2)消除相位失配。设计了以硅为衬底的用于集成光学的磁光波导调制器,
对调制器的各个环节进行了设计,并为调制器设计集成的波导偏振器。通过仿真
得到 48%的转换效率。
对薄膜制作方法进行了研究,认为磁控射频溅射法是在非晶态衬底上制作
Ce:YIG 的比较好的方法。对制成的薄膜进行了厚度、表面形态的测试。

关键词:Ce:YIG,法拉第旋转,磁光波导调制器,模式转换
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ABSTRCAT
ABSTRACT
Optical modulator is the key device of optical munication and optical data
network. Recent years, with the development of high-bandwidth fiber-optical
communication systems, requirements for high-speed optical modulator have been
increased. Typical optical modulators are electrooptic modulators which used
electrooptic effects and acousto-optic modulators which used acousto-optic effects.
Disadvantage of electrooptic modulators and acousto-optic modulators is high
absorbing and narrow bandwidth respectively. Lack of good ooptical