有机/无机杂化材料高速电光开关及其集成技术研究

由于新一代高速、大容量全光信息网络，特别是面向资源与业务可重构的光局域网、城域网和用户接入网对低成本、高速度光开关及其集成器件的紧迫需求，光开关及其集成器件的高性能与低成本兼备成为目前亟待解决的国际热点问题。本项目采用有机/无机杂化材料，既具有无机SiO2刚性网络结构，从而损耗低，稳定性强；同时又将电光系数大的有机分子嵌入这种网络结构中，使材料极化后的稳定得到明显改善。利用具有自主知识产权的聚合物平面波导器件制备技术，研究高速电光开关的工艺制备、高速封装、器件测试以及如何降低器件损耗等关键技术，研制开关时间小于1ns的2×2高速电光开关器件，并进一步研究4×4光开关集成芯片；解决有机/无机杂化材料结构和极化方式对器件电光性能的影响；设计并制备新型结构的高速电光开关器件，并对制备的器件的可靠性进行详细的分析和测试。

由于新一代高速、大容量全光信息网络，特别是面向资源与业务可重构的光局域网、城域网和用户接入网对低成本、高速度光开关及其集成器件的紧迫需求，光开关及其集成器件的高性能与低成本兼备成为目前亟待解决的国际热点问题。本项目采用有机/无机杂化材料，既具有无机SiO2刚性网络结构，从而损耗低，稳定性强；同时又将电光系数大的有机分子嵌入这种网络结构中，使材料极化后的稳定得到明显改善。按照本项目的年度计划并结合研究工作的实际情况，经过项目组成员努力，全面完成项目的各项指标。. 合成了一系列具有电光特性的有机无机杂化电光材料，合成了分散红1与SU8、聚碳酸酯复合材料，研究了材料的成膜性以及成膜后的吸收和光发射特性。完成了高速电光开关器件的理论分析与结构设计；利用具有自主知识产权的聚合物平面波导器件制备技术，研究了高速电光开关的工艺制备、器件测试以及如何降低器件损耗等关键技术；解决了有机/无机杂化材料结构和极化方式对器件电光性能的影响；设计并制备出新型结构的高速电光开关器件，并对制备的器件的可靠性进行详细的分析和测试。在国际上率先研制成功开关时间ns量级的高速电光开关器件，并进一步研制成功与光开关集成的ROADM芯片。.在本项目的资助下，不但在有机无机杂化材料合成与表征、高速电光器件理论分析设计和实验制备方面全面完成计划任务，而且研制成功聚合物平面波导电光器件、热光开关以及波分复用器和光延时线器件的集成器件；负责人在2012-2015年先后获得国家自然科学基金国际合作与交流项目（61261130586）、吉林省工程工程实验室自主创新能力建设项目和吉林省科技发展中青年科技创新领军人才及团队项目(20140519006JH)、国家自然科学基金面上项目（61575076）等项目的资助，促进了有机平面光波导器件的全面深入开展。. 上述工作共获研究成果119项，其中获奖2项，发表研究论文97篇（全部标注基金资助号，其中SCI论文66篇，EI论文25篇），会议论文17篇，专利3项。在ISIS系统中收录学术论文84篇（包括SCI收录53篇，EI收录22篇）。. 获吉林省自然科学学术成果奖2项。. 培养博士研究生14名，硕士研究生31名，其中博士毕业12名，硕士毕业26名；获得国家发明专利授权1项，申请国家发明专利2项。出版专著1部。