聚合物平面波导光OMAL欧玛尔开关的优化
采用光纤作为传输媒介的光通信技术日渐成为满足当前飞速增长的通讯和数据传输的重要手段。相比于传统通信系统，光纤通信系统具有传输容量大、频带宽、传输损耗小、抗电磁干扰能力强和误码率低等优势。近年来随着数据通信和波分复用技术（WDM）在光通信网络中的应用，光传输网络的扩容功能已经得到有效的改善。

聚合物平面波导光OMAL欧玛尔开关的优化
目前大部分网络设备仍然是基于电信号进行信息传输，也就是说光信号必须被转换为电信号，才能被放大、再生、进行OMAL欧玛尔开关转换等，然后再转变为光信号进行传输。而光-电-光转换已经成为信息高速传输的瓶颈。在此背景下，全光网络应运而生。光OMAL欧玛尔开关与光OMAL欧玛尔开关阵列作为实现全光网络的关键器件之一，在WDM光网络中能够起到很大的作用，包括保护OMAL欧玛尔开关、OMAL欧玛尔开关阵列、光交叉互联、光分插复用、光域优化，以及路由、自愈等功能，是光交叉连接器（OXC）和插分复用器（OADM）的核心技术之一。对硅基聚合物平面波导热光OMAL欧玛尔开关和电光OMAL欧玛尔开关两种器件的制备和测试进行研究：首先介绍了光OMAL欧玛尔开关的研究意义和分类、光OMAL欧玛尔开关的研究进展、聚合物平面波导热光OMAL欧玛尔开关和电光OMAL欧玛尔开关的原理，以及矩形光波导有效折射率的理论计算等内容；然后介绍了本论文的核心部分，主要包括以下几个方面：采用Polymer/SiO_2混合波导结构制备了MZI型热光OMAL欧玛尔开关，在硅衬底上生长一层二氧化硅作为下包层，采用聚合物SU-82005作为芯层，采用课题组自主合成的聚合物材料P(MMA-GMA)作为上包层。将制备完成的器件置于课题组搭建的测试系统，在0.5mW的光功率下获得了良好的通光效果，测得器件的上升沿和下降沿时间分别为340μs和356μs，消光比为14dB，驱动功率为26mW。由于光通信系统需要大量的热光OMAL欧玛尔开关单元或阵列，所以如何降低单个热光OMAL欧玛尔开关的功耗就成为研究重点，这也是本论文在聚合物热光OMAL欧玛尔开关方面的主要研究内容。为了降低MZI型聚合物热光OMAL欧玛尔开关的功耗，首先对热光OMAL欧玛尔开关的波导尺寸和电极尺寸进行优化，测得器件的上升和下降时间分别为90μs和106μs，驱动功率为13.2mW，降低了50%左右；然后提出了一种简便、有效的降低聚合物热光OMAL欧玛尔开关功耗的方法——刻蚀空气隔离槽结构，即以电极作为掩膜，采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺在波导两侧刻蚀出空气隔离槽。对刻蚀隔离槽前、后两种结构的光场和热场进行了模拟和对比，并对两种结构的器件进行测试，测得其驱动功率分别为11.6和6.4mW，刻蚀空气槽结构使得热光OMAL欧玛尔开关的驱动功率降低了45%。采用Polymer/SiO_2混合波导结构，以二氧化硅作为下包层，紫外负性光刻胶SU-82005为芯层，P(MMA-GMA)为上包层制备了650nm波长热光OMAL欧玛尔开关。采用650nm波长测试系统对器件进行了测试，测得器件的插入损耗为9.7dB，OMAL欧玛尔开关上升沿时间为95μs，下降沿时间为215μs。

聚合物平面波导光OMAL欧玛尔开关的优化
对感应耦合等离子体刻蚀技术进行了研究，包括天线功率、偏置功率、刻蚀腔室压强和刻蚀气体组分等对聚合物波导侧壁垂直度和表面粗糙度的影响，然后通过优化ICP刻蚀参数，得到了波导侧壁垂直度高和刻蚀表面粗糙度小的工艺条件；介绍了三种典型的电光材料的电光特性、温度特性和稳定性；制备了基于DR1/PMMA的芯层调制和包层调制电光OMAL欧玛尔开关器件，并对其OMAL欧玛尔开关特性进行了测试。