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阵列波导器件封装固结特性研究

作　者: 徐洲龙
导　师: 段吉安
学　校: 中南大学
专　业: 机械工程
关键词: 阵列波导器件固结有限元应力-光弹效应光束传播法云纹干涉法
分类号: TN252
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
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内容摘要

阵列波导器件具有结构紧凑、抗干扰、性能一致性好的优点,在光通信网络中应用比较广泛。阵列波导器件的封装是制约着阵列波导器件发展的主要瓶颈,尤其是阵列波导器件封装性能很大程度上取决于器件的固结特性,因此对阵列波导器件封装固结特性进行分析研究具有十分重要的意义。本文建立了8通道的阵列光纤组装固结模型,基于有限元法分析了在Bellcore GB1209/1221相关温度冲击标准下固结模型热应力和微位移的产生和分布,同时根据应力-光弹理论分析讨论了热应力分析结果对阵列光纤模块光学特性的影响。结果表明光纤位置零偏移的固结性能最好。建立了阵列波导器件的封装固结模型,基于有限元法分析了在温度变化下不同粘接区域厚度的热应力和微位移的产生和分布；并利用光弹效应和光束传播法对由应力结果导致的双折射效应和由微位移结果导致的光功率损耗进行了讨论。结果表明粘胶的厚度越大,热膨胀产生的微位移越大,由此导致的光功率损耗越大；如果以附加损耗小于0.15dB的标准考察,则必须要求粘胶的厚度在16μm以内。使用云纹干涉仪进行了温度从95℃降温到21℃状态下的阵列光纤端面微应变检测实验,通过将实验结果和同样温度变化条件下的有限元计算结果进行对比表明,有限仿真分析得到应变结果和云纹干涉仪检测的应变结果基本一致,验证了有限元仿真计算的准确、合理性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 阵列波导器件封装简介  9-11
  1.3 阵列波导器件封装固结研究现状  11-13
  1.4 论文研究意义和主要研究内容  13-15
    1.4.1 论文研究意义  13-14
    1.4.2 课题来源  14
    1.4.3 论文主要研究内容  14-15
第二章阵列光纤组装固结特性分析  15-35
  2.1 阵列光纤组装固结模型的建立  15-20
  2.2 基于Marc的有限元仿真  20-22
  2.3 温度场仿真结果  22-23
  2.4 热应力仿真结果  23-31
    2.4.1 微位移分布状态  23-25
    2.4.2 应力分布状态  25-27
    2.4.3 仿真结果讨论  27-31
  2.5 热应力对阵列光纤的光学特性影响  31-34
    2.5.1 应力-光弹理论  31-32
    2.5.2 热应力引起的光波导折射率的变化  32-34
  2.6 本章小结  34-35
第三章阵列波导器件封装固结特性分析  35-51
  3.1 阵列波导器件封装固结模型的建立  35-37
  3.2 热应力仿真结果  37-44
    3.2.1 微位移分布状态  38-39
    3.2.2 应力分布状态  39-42
    3.2.3 仿真结果讨论  42-44
  3.3 热应力对阵列波导器件的光学特性影响  44-45
  3.4 微位移对阵列波导器件的光学特性影响  45-49
    3.4.1 光束传播理论的数学描述  45-47
    3.4.2 微位移导致器件的光损耗  47-49
  3.5 本章小结  49-51
第四章基于云纹干涉法的微应变检测实验研究  51-61
  4.1 云纹干涉检测原理  51-53
  4.2 阵列光纤端面微应变检测  53-55
  4.3 实验结果分析  55-60
  4.4 本章小结  60-61
第五章全文总结和研究展望  61-64
  5.1 全文总结  61-63
  5.2 研究展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-70
攻读硕士学位期间的研究成果  70

阵列波导器件封装固结特性研究

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