玻璃基多模弯曲光波导的设计与制备

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Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｉｃｔｕｒｅｏｆｂｅｎｄｍｕｌｔｉｍｏｄｅｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｔｅｓｔｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｌｏｓｓｏｆｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｗａｖｅｇｕｉｄｅｄｅｐｔｈｉｓ４２．７６５９ｍ，ｃｏｒｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｍｏｄｅｂｅｎｄｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅｂｅｉｎｇ５１．１７９ｍ×２６．９３ｐｍ．Ｔｈｅｌｉｇｈｔｓｐｏｔｉｓｂｒｉｇｈｔａｎｄｔｅｎｄｔｏｒｏｕｎｄｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｔｅｓｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｌｏｓｓｏｆｂｅｎｄｍｕｌｔｉｍｏｄｅｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅｗｉｔｈｃｏｒｅｗｉｄｔｈ５０９ｍａｒｒｉｖｅｄｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｖａｌｕｅａｔｂｅｎｄｉｎｇｒａｄｉｕｓｏｆ７．５ｍｍ．Ｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｖａｌｕｅｉｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ２．２７ｄＢ／ｃｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｖａｌｕｅｓ，ｗｈｉｃｈａｌｓｏｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｍｕｌｔｉｍｏｄｅ９０。ｂｅｎｄｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅｈａｓｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｔｈａｔａｐｐｌｉｅｄｔｏＥＯＰＣＢ．

Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｍｕｌｔｉｍｏｄｅ９０。ｂｅｎｄｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｌｏｗｌｏｓｓ，ｌｏｗｃｏｓｔ，ｃｏｎｖｅｎ

ｉｅｎｔｖｅｒｔｉｃａｌｃｏｕｐｌｅｒｗｈｉｃｈｈａｓｇｒｅａｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＥＯＰＣＢ．

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｌａｓｓ；Ｉｏｎ—ｅｘｃｈａｎｇｅ；ＥＯＰＣＢ；Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ９０。ｂｅｎｄｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅ；Ｒａｙｔｒａｃｉｎｇ；

致谢…………………………………………………………………………………………………………．．ＩＶ摘要……………………………………………………………………………………………………………ｖＡｂｓｔｒａｃｔ………．…………………………………．…………………………………．…………………………ＶＩ目录………………………………………………………………………………………………………．．ＶＩＩＩ１绪论…………………………………………………………………………………………………．．１１．１

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课题的研究背景………………………………………………………………．１１．１．１互连的发展…………………………………………………………………一Ｉ１．１．２ＥＯＰＣＢ光互连………………………………………………………………２１．２ＥＯＰＣＢ光耦合结构的研究现状………………………………………………３１．２．１基于微透镜和４５。反射镜的耦合结构……………………………………．３１．２．２基于光纤制作的耦合模块…………………………………………………一６１．２．３基于聚合物波导制作的耦合模块…………………………………………．．７１．３本论文的研究意义及主要内容………………………………………………．８２玻璃基离子交换技术…………………………………………………………１０２．１玻璃材料与玻璃基光波导制作技术……………………工………………………１０２．１．１玻璃材料的成分与组成原理………………………………………………１０２．１．２玻璃基底制作光波导工艺技术比较………………………………………１２２．２玻璃基离子交换技术…………………………………………………………１２２．２．１离子交换机理：热离子交换和电场辅助离子交换………………………１３２．３离子交换理论研究……………………………………………………………１５２．３．１热离子交换的扩散机制……………………………………………………１５２．３．２电场辅助离子的迁移机制…………………………………………………１６２．４离子交换的常用交换离子………………………

……………………………１９３多模光波导弯曲损耗的计算与仿真…………………………………………２３３．１弯曲损耗的物理机制…………………………………………………………２３３．２波导弯曲损耗的波动光学理论………………………………………………２５３．３波导弯曲损耗的光线理论……………………………………………………２７液氨

华南地震３．４光线追迹法仿真计算波导的弯曲损耗………………………………………３２３．４．１模型的建立…………………………………………………………………３３３．４．２仿真结果……………………………………………………………………３４４玻璃基离子交换多模弯曲光波导的制备与测试……………………………４２４．１玻璃基离子交换光波导制作工艺流程………………………………………４２４．２多模弯曲光波导的制作………………………………………………………５３４．２．１多模弯曲光波导制作方案…………………………………………………５４４．２．２工艺参数的设定……………………………………………………………５５４．３多模９０。弯曲光波导测试…………………………………………………．．５７４．３．１多模９０。弯曲光波导端面显微结构………………………………………５７４．３．２多模９０。弯曲光波导通光测试……………………………………………５８４．３．３多模９０。弯曲光波导的损耗测试……………

……………………………６０４．３．４多模光波导对接容差测试…………………………………………………６２４．４本章小结………………………………………………………………………６３５总结与展望……………………………………………………．、．．……………６５５．１总结……………………………………………………………………………………………………．６５展望…………………．．………………………………………………………………………………．．６６参考文献……………………………………………………………………………．．６７作者简历及在学期间所取得的科研成果…………………………………………．．７３porand

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