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从国家100G骨干网的升级换代到光纤到户(FTTH)逐步推进的方兴未艾,反映的是人们对高速度、大容量的通信和无时无处不在线的信息交流不可遏制的需求,当今世界正处于一个突破技术限制的前所未有的信息时代临界点,信息鸿沟的弥合将会给社会各方面带来深远影响。同时鉴于硅基半导体电子技术高度成熟且面临瓶颈,光互连、光电集成和光计算等光子领域将是今后技术发展的趋势和潮流。这一切以光波为载体的技术体系的基础是以综合了微纳光子学、信息光学、集成光学等前沿学科发展起来的集成光波导技术。在光波导以及其集成光电器件的基础研究和技术应用进行投入,对国家的高新技术产业发展和保持未来竞争力具有重要意义。 集成光波导是指单片集成的由光透明媒介构成的约束光电磁波传输的导行结构。光波导是构成复杂光波导器件的核心基本单元,光波导的折射率差、几何尺寸等物理特性和双折射、传输损耗、弯曲损耗等参数对光波导器件的性能起决定性作用。光波导中的双折射是TE模和TM模传播常数不相等的现象,也被称作模式双折射,跟波导的偏振相关损耗(PDL)、偏振模色散(PMD)等参数密切相关。本文针对集成光波导实际制作生产中的需要,提出了一种新颖方便的模式双折射的测量方案,结合了马赫-曾德干涉原理和光纤技术,该方案具有高分辨率、宽动态范围和多点检测的优点。具体来说,本学位论文的主要工作以及创新点包括: 1.基于马赫-曾德干涉原理,提出一种新颖的集成光波导中测量模式双折射值的方案。在SiO2平面光波导中刻蚀MZ回路,制作MZ光波导作为测量样本,理论模拟了光波导中干涉条纹的波谷位置随输入光偏振模式的不同,将出现波长漂移的现象,并给出利用该现象计算双折射值的方法。 2.搭建实验装置,对制作的MZ光波导进行了测量,观察到了波谷位置的波长漂移的现象。根据测得的波长漂移量,计算得该波导在1550nm附近的双折射值为2.33×10-4,验证了所提出方案的可行性。 3.分析表明所提出的双折射测量系统具有较高分辨率(1.85×10-5)、宽动态范围(10-5-10-3)和具备多频率测量的特点,实验中还发现了光波导中双折射对波长的依赖现象和双折射值与外应力的线性关系。因而本测量方法在光波导的测试生产中提供了重要的参考意义,在验证理论、改进设计、检测样品和提高良率等方面有广泛的实用价值。