650 nm聚合物阵列波导光栅：设计与应用

"该文介绍了650 nm阵列波导光栅波分复用器的设计与制备过程，这是为了解决光通信网络中‘最后一公里’问题，特别是通过聚合物光纤系统实现的。文章指出，器件采用了矩形波导结构，芯层和包层的折射率分别为1.4888和1.482，适用于650 nm波长。通过软件模拟，信道插入损耗为2.3~5.1 dB，串扰水平为-24 dB，信道间隔为1.6 nm。器件采用实验室合成的不同折射率的聚甲基丙烯酸甲酯材料，通过光刻和感应耦合等离子体刻蚀技术制作，最终得到4 cm×3 cm的样品，并通过聚合物光纤测试，取得了良好的波分复用效果。这种红光波段的阵列波导光栅在未来的光通信和传感领域具有重要应用前景。" 本文主要讨论了650 nm波长的阵列波导光栅波分复用器的设计与制造技术。阵列波导光栅（AWG）是光通信中用于多路复用和解复用的关键组件，其工作原理基于光的衍射和布拉格反射，可将不同波长的光信号分开，从而实现频谱的高效利用。在本文中，研究人员选择了16×16信道的AWG，以满足高容量光通信的需求。 设计部分，器件采用了矩形波导结构，这是因为矩形波导在较低的模式截止波长下具有较高的传输效率，适合短波长如650 nm的操作。芯层和包层材料选取了折射率差较大的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），这种聚合物材料因其良好的光学性能和易于加工性而广泛应用于光子学领域。通过软件模拟，他们确定了合适的波导尺寸和结构参数，以达到理想的信道损耗和串扰水平。 制备过程中，研究人员使用了光刻技术来定义波导图案，随后采用感应耦合等离子体刻蚀（ICP）技术进行精细加工，确保了器件的形状精度。最后，通过聚合物光纤（POF）将650 nm的光耦合进器件，验证了其在实际应用中的波分复用性能。 该研究强调，650 nm的AWG在解决光通信网络的“最后一公里”问题上具有潜力，特别是在聚合物光纤系统中。此外，由于红光波段的AWG对生物传感、环境监测等领域也有重要应用，因此这种器件在未来光电子技术发展中具有广泛的前景。