University of Electronic Science and Technology of China 1.光波导材料介绍 1956 有机材料 【说明】 ① 折射率：1.3-1.7（1550nm)，可调整。 ② 双折射： 双折射表明了材料的光学各向异性。此外，双折射还与 材料的热处理过程中的应力相关。 △n=nrE-nrw 聚酰亚胺△最大可达0.24；而某些三维交联聚合物材料 △n可低至10-5-10-6。 16
University of Electronic Science and Technology of China 16 ❑ 有机材料 1.光波导材料介绍 【说明】 ① 折射率：1.3-1.7 （1550 nm），可调整。 ② 双折射： n = nTE − nTM 聚酰亚胺n最大可达0.24；而某些三维交联聚合物材料 n可低至10-5−10-6 。 双折射表明了材料的光学各向异性。此外，双折射还与 材料的热处理过程中的应力相关
University of Electronic Science and Technology of China 1.光波导材料介绍 有机材料 ③ 热稳定性： 热稳定性是聚合物材料的一个重要特性，其具体表现为材 料的老化过程中的黄化问题。通常聚合物材料的黄化问题 是由于其热失重导致，也就是由于温度升高导致的重量减 少。但有时黄化过程中重量并不减少，但也同样导致光学 损耗的增大。 一般用玻璃态转变温度来衡量材料的热稳定性。 17
University of Electronic Science and Technology of China 17 ❑ 有机材料 1.光波导材料介绍 ③ 热稳定性： 热稳定性是聚合物材料的一个重要特性，其具体表现为材 料的老化过程中的黄化问题。通常聚合物材料的黄化问题 是由于其热失重导致，也就是由于温度升高导致的重量减 少。但有时黄化过程中重量并不减少，但也同样导致光学 损耗的增大。 一般用玻璃态转变温度来衡量材料的热稳定性
University of Electronic Science and Technology of China 1.光波导材料介绍 1956 有机材料 ④ 热光效应： 热光效应指材料的折射率随温度变化而改变的特性，热光 系数反映了热光效应的大小。对聚合物 dn ≈(-1×10-4)~(-4×10-4)/°C dT T↑→n↓ 负温度系数 优点：较大的热光系数→热光波导器件，如热光开关 (研究最多)。 缺点：非热光器件往往需要温度稳定装置。 18
University of Electronic Science and Technology of China 18 ❑ 有机材料 1.光波导材料介绍 ④ 热光效应： ( 1 10 ) ~ ( 4 10 ) C 4 4 − − − − dT dn 热光效应指材料的折射率随温度变化而改变的特性，热光 系数反映了热光效应的大小。对聚合物 T n • 优点：较大的热光系数→热光波导器件，如热光开关 （研究最多）。 • 缺点：非热光器件往往需要温度稳定装置。 负温度系数
University of Electronic Science and Technology of China 1.光波导材料介绍 有机材料 ⑤ 湿度的影响 聚合物材料吸收水分会导致其折射率变化，尤其是一些 亲水型聚合物。因此可以利用这一特性设计光波导湿度 传感器。 19
University of Electronic Science and Technology of China 19 ❑ 有机材料 1.光波导材料介绍 ⑤ 湿度的影响 聚合物材料吸收水分会导致其折射率变化，尤其是一些 亲水型聚合物。因此可以利用这一特性设计光波导湿度 传感器
University of Electronic Science and Technology of China 1956 1.光波导材料介绍 有机材料 ⑥ 材料色散： 指材料的析射率随波长而变化的现象 dh≈10-6/nm d d 与Si0,相当，远低于半导体材料与掺杂玻璃。 聚合物材料的折射率与波长关系的经验公式 The Cauchy equation n=A+B/22+C/24 20
University of Electronic Science and Technology of China 20 ❑ 有机材料 1.光波导材料介绍 ⑥ 材料色散： 10 nm −6 d dn 指材料的折射率随波长而变化的现象 与SiO2相当，远低于半导体材料与掺杂玻璃。 • 聚合物材料的折射率与波长关系的经验公式 2 4 n = A+ B + C ⚫ The Cauchy equation