基于DR1%2fP(MMA-GMA)材料的电光开关的基础的研究.pdfVIP

第六届全国塑料光纤、聚合物光子学会议论文集 中国·东莞2010年10月28日一11月1日 基于DRl／P(MMA—GMA)材料的电光开关的基础研究幸 王辉，张峰，刘天际，杨欢，陈长鸣，张大明1 (集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区吉林大学电子科学与工程学院，130012) 摘 要：本论文研究了一种基于DRl／P(MMA-GMA)材料的矩形波导结构的马赫．曾德尔 (MMA．GMA)(聚甲基丙烯酸甲酯．甲基丙烯酸环氧丙酯)的质量比为2wt％。用这种材料制作的波 导形貌良好，尺寸符合设计要求。对器件进行1550nm波长下的光信号测试，其信号传输性能良好。 器件。 关键词：DRl／P(MMA．GMA)材料；光波导；电光开关 l引言 当代的社会是一个信息的时代，人们对信息的处理速度、传输速度和存储容量等方面的要求不 断提高，这推动了光网络信息业务的发展。光开关是光通信系统的关键部件，其作用是实现光束在 时间、空间、波长上的切换，它是影响光网络性能的主要因素之一。 用于制作电光开关的材料主要有无机材料、半导体材料和极化聚合物材料。与其他材料相比， 极化聚合物材料具有介电常数低，响应速度快，电光系数高，折射率可调，成膜性好，成本低廉等 优点ll-2]。这些独特的性质，使极化聚合物材料在电光开关的制各方面显示出巨大的潜力。目前，利 用有机聚合物材料的电光效应，已研制出响应速度在皮秒或飞秒量刎3】的器件。 材料为上包层材料，制备了M．Z型波导。以铝为电极材料，在波导上制备了CPW行波电极。对器 件进行极化的方式为电晕极化。经过测试，器件在1550nm波长输入光下的信号传输性能良好。 2电光材料DRl／P(MMA．GMA)的制备 本论文使用的P(MMA．GMA)材料，是我们实验室自主合成的一种聚合物材料。与市面上出 售的材料相比，它的纯度更高，稳定性更好。通过控制合成材料时的各反应物的配比，可以精确控 制材料的固含量，进而获得不同厚度的薄膜。DRI是一种非线性生色团，它的分子极性大，与有机 溶剂的混融性好，并且具有较好的热稳定性。 资助． **Tel：0431 E-mail：zhangdm@jlu．edu．cn 145 *^月±目塑#^#、*自∞№f{☆**女集 十目·#％2010}10H2s目一11月1日 材料成膜特性较好，可用于波导的制各。利用椭偏仪对样品的折射率进行测试””，在I550am波长 下，材料的折射率n=l4873。 (MMA．GMA)时，叮以通过控制反应物的配比来调节其折射章。通过控制掺入DRl的比例，来调 节掺杂后的材料的折射率。因此，材料的折射率的数值可以在较大的范围内进行调节。而且，与商 用的DRI／P(MMA—GMA)材料相比，它的成本较低。 3器件的制备 制备器件的工艺流程为(1)清洁二氧化硅村底．依次用丙酮、L酵擦拭，用去离子水冲洗； 2光刻胶，80cT 8 光刻腔，85℃下固化20rain；(II)光刻，显影，湿法刻蚀，显影液为5‰的NaOH溶液，得到电极。 圈I为器件的端面结构示意图。 在进行反应离子刻蚀(PIE)时，通过控制刻蚀功率，工作气压等工作条件，町以控制刻蚀的 Rv(垂直刻蚀速率)、RL(水平刻蚀述率)以及RV／RL，从而控制刻蚀的方向性”1。罔2为刻蚀后 的波导截面显微照片，波导高度为49rn，宽度为79m。可以看出，波导侧壁陡直．彤貌较好。 ●●_—_r—一4 ’n二：^“^ ———一’～(n，^(，^ 目1#*端Ⅲ镕自日i§目 目2Ⅻ4月#ⅢⅡmMH 电极为CPW行波电极，其结构包括两个地电极和一个中心电极。制作电极时，使中心电极和其 中一个地电极丹别压在MZ波导的两个分支上。显微镜下电极表面形貌图如图3所示。图4为得到 的器件空物图。 第，、目±目Ⅲ#光纤$自∞^十≠自*镕i《