聲表面波驅動布拉格型波導聲光調制器的研究.pdf

1、布拉格型波導聲光調制器具有體積小、驅動功率低、開關速度快、設計靈活方便、便于集成等優(yōu)點,在光頻域反射測量、調Q光纖激光器和光通信等領域中都有很好的應用前景。
　　本論文首先對LiNbO3和LiTaO3中的波導聲光互作用進行了系統(tǒng)的理論研究,為高效波導聲光器件的設計提供了理論基礎。同時,針對一種新型的波導聲光調制器進行了實驗研究和理論設計。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1、首次對LiNbO3中的波導聲光互作用進行了系統(tǒng)的理

2、論研究,分析了LiNbO3的切割方向、光波導參數、聲表面波頻率和傳播方向、導光波波長和模式等因素對波導聲光互作用的影響。研究發(fā)現在128°旋轉Y切X傳LiNbO3(128°YX-LiNbO3)中用200MHz的聲表面波調制光場分布集中的TM模導光波時波導聲光互作用的效率最高,因此128°YX-LiNbO3是波導聲光調制器的最佳襯底材料之一。另外,XZ-LiNbO3擁有很大的波導聲光互作用帶寬且對導光波偏振狀態(tài)不敏感,可以作為波導聲光偏轉

3、器的襯底材料。
　　2、對AlN/128°YX-LiNbO3結構中的波導聲光互作用進行了理論研究,研究發(fā)現AlN薄膜材料可以提高128°YX-LiNbO3中波導聲光互作用的溫度穩(wěn)定性和調制速率。當導光波為光場分布分散的TM模時,AlN薄膜還可以大幅度提升波導聲光互作用的效率。
　　3、提出將LiTaO3作為高功率波導聲光互作用的襯底材料,從理論上研究了LiTaO3中的波導聲光互作用效率,發(fā)現在X切136°旋轉Y傳LiTaO3

4、(X136°Y-LiTaO3)中調制光場分布集中的TE模導光波時的效率最高。
　　4、對1.06μm的新型波導聲光調制器進行了初步的實驗研究,得到了6dB的插入損耗和4.3％的衍射效率。在實驗研究的基礎上對調制器的設計參數進行了改進。改進后的調制器在理論上的衍射效率達到82.8%,插入損耗降低到3dB。研究了不同邊界條件錐形波導在調制器中的應用,其中指數凸型錐形波導的應用很好的解決了調制器尺寸和衍射效率之間的矛盾。
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