聚合物平面光波导集成技术的基础研究

近年来，集成化成为了光波导器件的发展方向，光波导集成技术的研究具有重要的意义。本论文主要从材料、工艺、器件的角度对聚合物平面光波导集成技术进行了研究，主要工作如下：材料方面：完成了紫外固化NOA（Norland optical adhensive）材料固化条件、成膜性、平整度、刻蚀条件的探索，制备了NOA材料聚合物光波导器件。合成了磷酸盐掺铒玻璃材料，通过离子交换制备了离子交换光波导器件。工艺方面：主要包括基于NOA材料的紫外纳米压印技术、微流控技术、准分子切割技术和直接固化技术。设计并制备了纳米压印的模板，采用紫外纳米压印制备得到了高精度的聚合物凹槽，应用该凹槽制备了微流控芯片和不同结构的聚合物光波导。采用准分子激光切割柔性聚合物波导的端面。把有机光波导材料和无机光波导材料进行了集成，设计了损耗补偿、区域放大等混合集成结构。器件方面：设计了交叉型光波导延迟线，模拟了器件的损耗，测试了器件的相关参数。采用纳米压印的方法制备了柔性聚合物光波导放大器器件。采用光漂白、微流控和纳米压印等技术制备了光流控芯片，在交叉有36条微通道的直波导上得到了24dB的插入损耗。