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基于二氧化硅的平面光波导分路器可靠性研究新进展

DOI：10.1016/j.ijleo.2018.10.119 期刊：Optik 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 环境、机械和光学可靠性是PLC光分路器应用的基本前提。根据温湿度循环实验表明，PLC光分路器的插入损耗随温度变化。与室温性能相比，该器件在75°C时最大插入损耗变化为0.472 dB，在-40°C时为0.486 dB。建立了耦合光纤阵列的PLC芯片三维有限元模型以研究温度对插入损耗的影响。仿真结果与实验结果吻合，表明PLC芯片与光纤阵列的失配是插入损耗变化的主要原因。评估PLC光分路器可靠性时，考虑全局温度影响而不仅关注静态温度下的性能具有重要意义。
作者： Bingxin Xia，Piaopiao Gao，Xionghui Wu，Zhixin Xiao，Yu Zheng
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于二氧化硅的PLC光分路器在温湿度变化下的可靠性，重点关注插入损耗和偏振相关损耗的变化。

研究成果

研究表明，由于热膨胀系数不匹配导致的热胀冷缩错位，温度会显著影响PLC光分路器的插入损耗——在75°C时最大变化达0.472 dB，在-40°C时达0.486 dB，而偏振相关损耗始终保持极小值。建议通过采用高玻璃化转变温度和耐湿性的粘合剂等封装改进措施来提升可靠性。该发现同样适用于其他基于PLC的器件。

研究不足

本研究仅限于基于二氧化硅的PLC光分路器及特定温湿度条件，未涉及其他环境因素或超过15次循环的长期老化效应。有限元模型经过简化，可能无法完全反映实际封装中的所有复杂情况。

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