Příprava a studium vlastností optických polymerních jednovidových a multividových planárních vlnovodů

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem, depozičními testy a diagnostikou optických jednovidových i mnohavidových struktur s polymerními materiály EpoClad, EpoCore a variantami materiálů OrmoClear od německé společnosti Micro Resist Technology GmbH pro vlnové délky 650, 850 a 1310 nm. První část práce stručně popisuje teorii šíření optického záření ve vlnovodu. V další části jsou uvedeny návrhy planárních vlnovodů s materiály OrmoClear na skleněných podložkách, jednovidových hřebenových vlnovodů OrmoClear na podložce Si/SiO2 a mnohavidových vlnovodů a výkonových rozbočnic 1x2Y s materiály EpoClad/EpoCore na podložkách Si, FR4, PVA. Dále jsou v práci popsány postupy prováděných depozičních testů. V poslední části práce jsou uvedeny použité diagnostické metody a jejich výsledky. Nejmenší naměřený útlum optického planárního vlnovodu byl -0,19 dB/cm při vlnové délce 632,8 nm u vzorku Sklo/OrmoClear FX. U hřebenových mnohavidových vlnovodů EpoClad/EpoCore byl nejmenší naměřený útlum -0,47 dB/cm při vlnové délce 1300 nm. Nejlepšího poměru výkonového rozdělení, nejnižších vložných ztrát ramen -5,35 a -5,26 dB při vlnové délce 850 nm bylo dosaženo u výkonové rozbočnice s módovým scramblerem u vzozku Si/EpoClad/EpoCore.

This thesis examines the design, deposition tests and diagnostics of optical multi-mode and single-mode structures with polymeric materials EpoClad, EpoCore and variants of OrmoClear materials from the German company Micro Resist Technology GmbH for wavelengths of 650, 850 and 1310 nm. The initial part of the thesis briefly describes the theory of the propagation of radiation in the planar waveguide. This is followed by the presentation of designs of planar waveguides with OrmoClear materials on glass substrate, OrmoClear single-mode rib waveguides on the Si/SiO2 substrate and multi-mode waveguides and 1x2Y power splitters with EpoClad/EpoCore materials on Si, FR4, PVA substrates. Procedures of the deposition tests are described with the last part of the thesis detailing the diagnostic methods used and their results The best measured attenuation of the optical planar waveguide was -0.19 dB/cm at a wavelength of 632.8 nm for the Glass/OrmoClear FX sample. In the EpoClad/EpoCore ridge multi-mode waveguides, the smallest measured attenuation was -0.47 dB/cm at a wavelength of 1300 nm. The best power distribution ratio, the lowest insertion loss of -5.35 and -5.26 dB at wavelength 850 nm, was achieved for power splitter 1x2Y with mode scrambler in the sample Si/EpoClad/EpoCore.