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微纳波导光栅及其制造技术研究

作 者: 张义文
导 师: 余永林
学 校: 华中科技大学
专 业: 光学工程
关键词: Bragg光栅 纳米压印技术 分布反馈半导体激光器 传输矩阵方法
分类号: TN814
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 75次
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内容摘要


Bragg光栅结构因其对特定波长良好的选择反射作用,而在日益增长的光纤通信系统,尤其是波分复用系统中,得到越来越广泛的应用。它被广泛用来制作光学滤波器、半导体激光器、光纤传感器等光电子器件,器件的性能很大程度上决定于内置Bragg光栅的质量。自Bragg光栅的概念提出后,探寻简便、低成本加工的方法就一直没有停止过。纳米压印作为一种新的微纳图形结构加工方法,具有高分辨率、低成本、高产量和操作简便等一系列优点,应用前景广阔。本文以分布反馈半导体激光器和DBR型可调谐半导体激光器为研究对象,围绕基于纳米压印技术制作激光器波导光栅展开了一系列的研究和探索。具体工作如下:(1)简要介绍了Bragg光栅的结构特点和基本理论,概述了包括激光全息曝光和电子束光刻在内的,传统微纳光栅加工工艺。(2)详细介绍了纳米压印加工技术,包括其典型的工艺流程和对工艺过程中所用压印模版、压印胶等材料的要求等。(3)通过引入一个中间软模版和一个新的工艺流程,对传统的纳米压印方法进行改进,大大提高了其压印的容错能力和图形转移效果,并且对随后的图形刻蚀过程进行了研究。(4)将纳米压印方法用于制备各种类型的Bragg光栅结构,包括均匀光栅、相移光栅和采样光栅等;随后将光栅引入分布反馈激光器,测试激光器性能,并对Bragg光栅的加工误差进行分析、研究。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 光纤通信与半导体激光器的发展  8-11
  1.2 Bragg 光栅的发展及应用  11-12
  1.3 本论文的工作  12-14
2 Bragg 光栅的结构及理论  14-25
  2.1 Bragg 反射  14-15
  2.2 DFB 激光器中的Bragg 光栅结构及其性能模拟  15-22
  2.3 SG-DBR 中的光栅结构  22-24
  2.4 本章小结  24-25
3 传统的光栅制备方法  25-30
  3.1 引言  25
  3.2 全息曝光  25-27
  3.3 电子束光刻  27-28
  3.4 其他制备方法  28-29
  3.5 本章小结  29-30
4 纳米压印技术  30-44
  4.1 纳米压印方法原理及特点  30-31
  4.2 纳米压印工艺流程  31-37
  4.3 纳米压印模版  37-38
  4.4 纳米压印胶  38-41
  4.5 纳米压印技术的运用及发展状况  41-43
  4.6 本章小结  43-44
5 纳米压印技术制备均匀光栅结构  44-61
  5.1 软模版技术  44-48
  5.2 改进的工艺流程  48-54
  5.3 光栅的刻蚀  54-59
  5.4 纳米压印技术制备复杂光栅  59-60
  5.5 本章小结  60-61
6 基于纳米压印技术的DFB 激光器  61-66
  6.1 器件制作工艺及性能  61-63
  6.2 误差分析  63-65
  6.3 本章小结  65-66
7 全文总结  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-73
附录 攻读硕士学位期间发表论文目录  73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 馈线设备(传输线和波导) > 波导、波导管、波导传输线
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