SU-8聚合物自写入光波导：时域有限差分模拟与分析

"该文利用时域有限差分方法对非线性光学聚合物SU-8环氧树脂在激光照射下的自聚焦效应进行了数值模拟，分析了激光作用后SU-8薄膜内部折射率的变化。研究发现，通过自聚焦，能够在SU-8薄膜内部自动生成光波导，波导由锥形和柱形两部分组成，其长度随激光作用时间增加而增加。文章还对比了平面和微透镜表面的SU-8薄膜，表明微透镜能增强自聚焦效果，导致更长的波导形成。此外，调整微透镜的冠高与底面半径比例，可以控制波导的长度。" 本文详细探讨了聚合物自写入光波导的时域有限差分(TFD)模拟技术，重点在于非线性光学材料SU-8环氧树脂。这种材料在受到激光照射时，其折射率会升高，进而产生自聚焦效应，这是一种非线性光学现象，使得激光能量集中并形成内部的光波导结构。文章通过数值模拟，揭示了激光作用时间和材料特性如何影响波导的形态和长度。 时域有限差分法是一种常用在光学领域中的数值计算方法，用于解决波动方程，如光传播问题。在这里，它被用来模拟SU-8薄膜内部的折射率分布变化，特别是在激光作用下的动态过程。通过对不同条件下的模拟，研究者发现，当SU-8薄膜表面带有微透镜时，自聚焦效果更显著，产生的波导长度更长，且旁瓣更收敛，这表明微透镜能够改善光的聚焦能力，优化波导的几何特性。 进一步的分析显示，微透镜的几何参数，特别是冠高与底面半径的比例，对波导的形成有直接影响。比例较小（如0.08）时，相比于比例较大（如0.24）的情况，波导长度可增加12.2%，其中锥形波导部分的长度甚至能增加19.2%。这为设计和优化基于SU-8的自写入光波导提供了重要的理论依据。 此外，本文还提到了相关的研究背景和资助项目，如国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费，这些资金支持了此项工作的开展。论文的作者和导师也做了简要介绍，他们在微纳光电器件和光电信息处理等领域有着深入的研究。 这篇研究为理解并控制聚合物自写入光波导的形成提供了新的见解，对于发展新型光学器件和光通信技术具有重要意义。