宽光谱聚合物热光开关的制备及容噪特性研究
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郑传涛(1982-),男,河南商丘人,博士,讲 师,主要从事导波光学、集成光电子器件与系统的研究.

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国家自然科学基金(61107021,61177027,61077041)、教育部博士点基金(20110061120052,2012006113008)、中国博士后科学基金 (20110491299,2012T50297)和吉林大学基本科研业务基金(200905005,201103076)资助项目 (吉林大学 电子科学与工程学院,集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林 长春 130012)


Fabrication and driving-noise-tolerance characteristics of wide-spectrum poly mer thermo-optic switch
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    摘要:

    利用聚合物/SiO2混合材料脊形波 导结构以及化学气相沉积(CVD)、涂膜和湿法刻蚀等 工艺,设计并制备了一种低功耗 马赫-曾德尔干涉(MZI)热光开关。测试了波导芯层和包覆层材料的色散特性,模拟分析了 器件的输出功率和光谱性能。以可调 谐激光器作为光源,实验测试了所制备器件的开关、响应和光谱特性。在1〖KG -1/ 6〗550nm中心波长下,器件的开关功耗约为7.8mW, ON与OFF状态间的消光比达32.6dB。在纯净方波驱动电压信号(峰峰 值为3Vpp)作用下,测得器件的上升和下降时间分别 为107μs。保持器件在1550nm波长下的驱动功率不变,测得器 件的输出光谱约为50nm(1520~1570nm),且在此范 围内,器件的消光比大于18dB。利用NE555等 集成电路自主制作了一种噪声幅度可调的含噪信号驱动源,借此研究了器件 的容噪特性。结果显示,当要求器件的消光比大于10dB时,可允许的最大噪声幅度为1.1Vpp

    Abstract:

    By adopting polymer/silica hybrid rib waveguide structure,a low power -consumption Mach-Zehnder interferometer (MZI) thermo-optic switch is designed and fabricated with techniques including chemic al vapor deposition (CVD),spin-coating, wet-etching,etc.The wavelength dispersions of waveguide core,buffer and clad ding materials are measured,and output power and output spectrum are theoretically analyzed.Switching response and spectrum chara cteristics are measured using a tunable laser as input source.Under 1550nm wavelength,the driving power of the switch is about 7.8mW,the extinction ratio between ON state and OFF state is up to 32.6dB,and under the function of pure square-wave switching signal (peak-to-peak amplitude of 3Vpp),the rising time and falling time are 107μs and 71μs,respectively.Keeping applying the driv ing power at 1550nm wavelength on the device,the measured spectrum width is about 50nm (1520-1570nm) with an extinction ratio over 18dB.A noise-level-tunable driving source is developed with NE555and other integrate d circuits,and then the driving-noise-tolerance characteristics are investigated.Experimental results indicate that the allowed maximum noise-level is about 1.1Vpp with a requ i red extinction ratio larger than 10dB.The proposed results in this paper are of good meanings for practical applications of such thermo-op tic switches with the hybrid waveguide structure.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

梁磊,郑传涛,宋强,马春生,张大明.宽光谱聚合物热光开关的制备及容噪特性研究[J].光电子激光,2013,(4):655~662

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  • 收稿日期:2012-10-12
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