基于聚合物微納光纖交叉疊加結構光子器件

隨著光通訊、光計算和光傳感等的迅猛發(fā)展，方便廉價地制作高集成度的子器件已成為越來越迫切的需求。由隨著光通訊、光計算和光傳感等的迅猛發(fā)展，方便廉價地制作高集成度的子器件已成為越來越迫切的需求。由于具備光場約束能力強、傳輸損耗低、例倏逝波傳輸、亞波長直徑長距離相干傳輸、大波導色散和高表面能量密度好的光學特性，微納光纖已成為構筑小尺寸光子器件的理想材料，近年來引越來越多研究者的青本論文的研究采用性能優(yōu)異且價格低廉的聚合物作為材料，通過一步拉制制作聚合物微納光纖，研究它們的光學傳輸性能，并利用這些聚合物微納光纖(1)基丙烯酸甲脂(PMMA)溶液或熔融態(tài)的聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT得。通過光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀測，發(fā)現(xiàn)這些聚合物微納光纖具有良的表面光滑度和直徑均勻性，且機械性能比較好，直徑小至205nln導調節(jié)架實現(xiàn)倏逝波耦合，發(fā)現(xiàn)聚合物微納光纖具有良好的光傳輸性合于構筑光子器件(2)三維光子器件：利用顯微操作系統(tǒng)，將聚合物光纖在三維空間內交叉加，組裝出了2×2、3×3、三角形、不等號形和井字形等結構，并通過倏逝波合，研究了光在這些結構中的傳輸和分配情況，實驗表明這些小尺寸結構具有低的插入損耗(低至O．76dB)，可以在三維空間內實現(xiàn)光的傳輸與分配。此外，利用Rsoft軟件模擬了兩根聚合物光纖間的耦合情況，定量研究了耦合效率與交角度或線間距離的關系(3)全光邏輯器件：研究了3×3結構的三維構形，利用Rsoft當光從不同端口輸入時，端口的輸出情況將發(fā)生不同的變化，不同的輸入狀態(tài)應不同的輸出狀態(tài)，可用于實現(xiàn)簡單的全光編碼功能。對這種3×3三維結構(4)光散射陣列：隨著聚合(4)光散射陣列：隨著聚合物光纖間交叉角度的增大，光在交叉點的逐漸增強。采用多根聚合物光纖大角度地交叉疊加，構筑了多個交叉點的光散陣列結構。通過倏逝波耦合，將單色可見光輸入這種陣列結構，發(fā)現(xiàn)各交叉點明顯地散射可見光，且交叉點處對應的光斑直徑一般比交叉點直徑大。當將兩不同顏色的可見光從不同端口耦合入陣列結構時，發(fā)現(xiàn)在多個交叉點處可以混VMenglinSupervisor：Pr西Withrapidlydevelopmentoptical devices諏也lowcostthedemandfabricatinghighdensityintegratedmethodsbecomesmoreandisallidealforfabricatingsmallsizephotonicdevices，anditdrawnmoreandmoreyears，byreasonofitsgoodMenglinSupervisor：Pr西Withrapidlydevelopmentoptical devices諏也lowcostthedemandfabricatinghighdensityintegratedmethodsbecomesmoreandisallidealforfabricatingsmallsizephotonicdevices，anditdrawnmoreandmoreyears，byreasonofitsgoodopticalasattentionintransmissionloss，large wave，long—sub-waveguidedispersionandhi曲surfaceenergyInthisthesis，polymermaterials晰廿lexcellentpropertiesandlowpricesmicro／nanofiberswerebyone—stepdrawingmicro／nanofibersofdeviceswereassembledwiththeirpotentialapplicationsinopticsweremaincontentsaleasmicro／nanofibers、Ⅳitlldiametersdown(1)Polymerdrawn205orpoly(methylpoly(trimethyleneterephthalate)(P兀)usingone—stepdrawingmicro／nanofiberswereoptical evanescentfoundthatbyhigh—indicatesgoodsuitabilityforconstructingphotonic(2)Three-micro／nanofiberswerestackedinthreedimensionsstructures，such髂x3，triangle，≠一and群-propertiesoflighttransmissionanddistributioninthesestructuresitisshownthattheseanalyzedopticalevanescentstructureshavelowexcesslossandcanrealizethetransmissionandofinthree-space．Inaddition，bysimulatingthe(2)Three-micro／nanofiberswerestackedinthreedimensionsstructures，such髂x3，triangle，≠一and群-propertiesoflighttransmissionanddistributioninthesestructuresitisshownthattheseanalyzedopticalevanescentstructureshavelowexcesslossandcanrealizethetransmissionandofinthree-space．Inaddition，bysimulatingthebetweenRsofl，therelationshipsbetweentheandorcenter-to-centerRsoft，three-(3)All—optical structureitisshownthatwhenthelightWaSlaunchedintoisdifferentfromwouldOCCUroutputevanescentsplittingalsoverifiedtheofthesimulation．Withthree—dimensional3x3structureCanbeusedtoformall-opticallogicofof micro／nanofibers，lightscatteringattheintersectionswouldbeenhancedmulti—intersectionlight—scatteringweseveralmicro／nanofibersstackedcrosswiselaunchedlargewavecouplingmethod，anditshownthatlightattheintersectionsobviously．WhenwithdifferentcolorswereintoofWasdetectedatothercoloraapplicationofthearraystructuresinsmall—size devices；All-Light-scatteringarray；One-stepdrawing本人鄭重聲明：所本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他新節(jié)日期：)tNf年r月學位論文使用授權聲本人完學位論文使用授權聲本人完全了解中山大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校學位論文并向國家主管部門或其指定機構送交論文的電子版和紙質版，有權將位論文用于非贏利目的的少量復制并允許論文進入學校圖書館、院系資料室被他方法保存學位論文新芍學位論文作者簽導師簽日期：川f年J月日期：弘Ⅱ知識產權保護聲該成果屬知識產權保護聲該成果屬于中山大學物理科學與工程技術學院，受國家知識產權法保護。在學間與畢業(yè)后以任何形式公開發(fā)表論文或申請專利，均須由導師作為通訊聯(lián)系人未經導師的書面許可，本人不得以任何方式，以任何其它單位做全部和局部署學位論文作者簽名、硨季、研吁基于聚合物徼納光纖交叉疊加結構的光子第一章前1．1概基于聚合物徼納光纖交叉疊加結構的光子第一章前1．1概隨著光通訊、光計算和光傳感等的迅猛發(fā)展，系統(tǒng)的高集成度對器件及其來越迫切的需求。微納光纖由于具備光場約束能力強、傳輸損耗低、大比波傳輸、亞波長直徑長距離相干傳輸、大波導色散和高表面能量密度等良學特性Il-3】，是構筑小尺寸光子器件的理想材料，因而成為最近這幾年光電子微納光纖【1-3】和化學合成的半導體微納光纖降7】，而聚合物具有良好的光學特性【簡潔、成本低廉地制作光傳輸損耗低、彈性和柔韌性強的聚合物微納光纖入地研究這些聚合物微納光纖及其所組裝光子器件的光學性能，對于集成的發(fā)展將具有深遠的意義1．2微納光纖及其器件的研究背自2003年哈佛大學E．Mazur研究小組的L．M．Tong等人在國際頂級刊物《究引起了世界范圍內眾多科研工作者的重視，發(fā)表的學術論文廣泛見于各大刊其中，科研工作比較突出的，主要有L．M．Tong、C．M．Lieber和P．D．Yang小組納米量級的光纖【l】。如圖1．1所示，首先用火焰或者C02激光器對普通的石英光進行加熱，拉制出微米量級的石英光纖；然后是用特制的CH30H火焰加熱藍寶尖端，獲取一個比較均勻的溫度分布后將微米量級石英光纖的一端接觸藍寶石端，同時將藍寶石沿中心軸旋轉，使微米量級的石英光纖纏繞在藍寶石尖端上中m大學碩±學位論基十※自物微納№纖交Z疊nI結柯的光于≈當溫度達到藍寶石中m大學碩±學位論基十※自物微納№纖交Z疊nI結柯的光于≈當溫度達到藍寶石的熔點，此時在水平面上沿與藍寶石縱軸正交的方向即可拉出直徑為亞米或納米量級的光纖。這種兩步拉伸法提供了一種方便簡潔、成本低廉地制作目罡＼嘲1．I火焰加熱兩步拉伸法示意圖在兩步拉伸法的基礎上Tong的研究小組利用加熱體玻璃的方法，直拉制出了微納光纖口】。圖1—2是從大塊玻璃中直接拉制微納光纖的示意圖。拉制將要被拉制的體玻璃靠近藍寶石光纖；第二步，繼續(xù)加熱藍寶石光纖，并使璃局部融化，將藍寶石光纖插入到體玻璃里；第三步，將體玻璃移走，此時融化的玻璃附著在藍寶石光纖的末端：第四步，用另一根藍寶石光纖接觸附著第一根藍寶石光纖末端上處于熔融態(tài)的玻璃：第五步，降低加熱功率，將第藍寶石光纖往相反方向移走：第六步，隨著拉制距離的增大，微納光纖出現(xiàn)了采用上述的方法，往體玻璃中摻入不同的材料，則可以獲取多種材料(亞碲酸度可達幾十毫米，直徑低至50mn。但這樣方法對溫度的要求也同樣苛刻，需好地控制拉制區(qū)域的溫度分布十Ⅲ大學碩t基于Re物錨納光纖室X疊∞結構的光f％F習[二f]口廠梳紫o—十Ⅲ大學碩t基于Re物錨納光纖室X疊∞結構的光f％F習[二f]口廠梳紫o—-Sapphir 二二；》土／Inb。-I圖I-2體玻璃直接拉伸法的示意圖【舔圖1．3微環(huán)結構的電鏡圖憶微環(huán)直徑為15¨m，sjq微納光纖直徑為nm50圖MzI結構的通光圖像Iq，兩條亞碲酸鹽玻璃光纖的直徑均為480nm頭標示了光的傳輸方向獲取單根微納光纖后Tong等人利用這些微納光纖組裝了一些簡單的構和器件。如圖卜3所示，直徑為15l肌的微環(huán)結構由直徑為520nm的Si02微中m大學基于聚臺物槽納光纖交叉璺加結構韻光子8光纖彎曲打結中m大學基于聚臺物槽納光纖交叉璺加結構韻光子8光纖彎曲打結而成12】。而一個MZII嘲結構，則由兩條直徑為玻璃光纖組裝而成(圖1-4)厶Laser圖1．5光致發(fā)光實驗示意圖1-6雙彎道納米線m：(a)掃描電子顯微鏡(SEM)圖像：(b)掃描光學顯鏡(SOM)圖像，圈中的標尺都是10umM與此同時 Lieber研究小組采用化學臺成的方法‘”，獲取了CdS納米線并通過光致發(fā)光的方法在CdS微納光纖一端產生光信號，研究光信號在這些微納光纖中的傳輸情況，圖I-5是光致發(fā)光實驗的示意圖。其中重點研究了光在彎曲CdS微納光纖中傳輸的情況，如圖1-6所示，光信號雖然衰減了一但通過了兩個大角度的拐彎后，仍然可以繼續(xù)向前傳輸。這種在彎曲處的傳輸性，非常有利于高密度的光予集研究了光信號在彎曲CdS微納光纖中傳輸的情況M圖1．7所基于聚臺物馓納光纖交衛(wèi)疊∞結基于聚臺物馓納光纖交衛(wèi)疊∞結構的光子≈中Ⅲ大學碩十學位論圖1．7CdS微納光纖所組裝的器件結構n凹中的標尺都是10um：(a)簡單義結構的掃描光學顯微鏡(SOM)幽像，插圖為光學顯微鏡圖像；(b)簡單角結構的SOM圖像，插圖為光學顯微鏡圖圖1．8單根Sn02微納光纖的SOM幽像f6】：(a)藍光在Sn02Sn02微納光童T末端可見明顯的出射光：(b)監(jiān)光通過兩個彎曲、#徑大約 pm彎曲結構傳輸，插剮的SEM圖像是彎曲結構的局部放大目而Yang研究小組也采用化學合成的方法，獲取Sn02的傳輸，其傳輸效果如圖l-8所示。SnOz納米線在圖l-8(a)的基礎上進中山大學碩上學基于幕臺物微納光纖交叉疊加結中山大學碩上學基于幕臺物微納光纖交叉疊加結構的光子*在研究單根Sn02納米線的光傳輸性能后，P．D．Yang等人利用多根Sn02納線組裝了一些簡單的功能器件【6】。圖1-9所示的定向耦合器結構由3條Sn02納線組裝而成。這個定向耦舍器有著四個端口l、2、3和4，當光信號從端口1處入時，端口3的輸出光強比端口4的大(圖I-9(a))；而當光信號從端口2處入時，端口3的輸山光強比端口4的小(圖i-9(b))圖I-9定向耦臺器oI，結構由三條納米線組裝構成，兩條縱向的納米線(左邊橫截面尺寸為540nmx250rim．右邊：橫截面尺寸為420nm×235衄)由一條形納米線(橫截面尺寸為540nmx250nm)連接了起米，光信號分別由端口1(a)和端口2(圖b)進入耦臺器結構綜合以上的研究工作．拉制的半導體微納光纖具有較好的表面光滑度，光輸損耗比較低，但彈性和柔韌性比較差，而化學合成的半導體微納光纖方便量的生產，但表面比較粗糙，光傳輸損耗比較大。因此，方便簡潔、成本低件具有深遠的意義1．3聚合物介紹：PMMA和甲酸丙二醇酯(PTT)1．3．1聚甲基丙烯酸甲脂，英文名為methacrylate)，1．3聚合物介紹：PMMA和甲酸丙二醇酯(PTT)1．3．1聚甲基丙烯酸甲脂，英文名為methacrylate)，簡稱PMMA，俗CH口十早一cH、。鄉(xiāng)PMMA具有高度的透明性，是目前最優(yōu)良的高分子透明材料之一，透光率到92％【ll】，比玻璃的透光度高。PMMA具有較高的機械強度，其相對分子質量約為200萬，是長鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟，因此，強度較高，抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高7一'18倍。PMMA的重量比較輕，的密度為g／cm3【11】，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半。易于加工，不但可以用車床切削，用鉆床鉆孔，而且可以用丙酮、氯仿等各種形狀的器具，也可以用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工成各種制基于以上的優(yōu)點，PMMA作為性能優(yōu)異的透明材料已廣泛應用于燈具照明材、光學玻璃、儀器儀表、廣告櫥窗和特種玻璃等方面。而將PMMA作為芯材聚對苯二甲酸丙二醇酯，英文名為Poly(trimethyleneterephthalate)，簡稱得，與PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚對苯二甲酸1．4丁二醇酯)同聚酯纖維。PTT纖維集各種纖維的優(yōu)良服用性能于一身，綜合了尼龍的柔綸的蓬松性、滌綸的抗污性，以及彈性性能好、可常溫染色等優(yōu)點，已成為單絲、聚酯染色助劑、熱塑性工程塑料及薄膜等7P1vr由l，3一丙二醇(PDO)和對苯二甲酸(n'A)縮聚而成，其為OP1vr由l，3一丙二醇(PDO)和對苯二甲酸(n'A)縮聚而成，其為OCo——H2HPTT的分子結構由剛性的苯環(huán)、柔性的亞甲基和極性的酯基組成。其中，使得苯環(huán)不能與3個亞甲基處于同一平面，鄰近2個羰基的斥力不能呈1800平排列，只能以空間1200錯開排列，使PTT大分子鏈成螺旋狀排列，因此PTT具良好的物理性能【l孔。此外，PTT的分子結構呈現(xiàn)明顯的‘‘z”字形構象(如圖所示)，使得PTT大分子鏈具有如同線圈式彈簧一樣的彈性【14】。這種非伸直鏈形螺旋狀結構就象彈簧一樣，在縱向外力作用下，“旁式”單元發(fā)生鍵旋轉而轉變纖維進行的多次重復拉伸實驗【16】顯示，這種纖維即使經過10次20％的最大拉仍然能100％的回復，這表明P，丌纖維具有優(yōu)異的彈性回復性圖PTT在結晶狀態(tài)下大分子鏈的形態(tài)構象【17110％一50％時，玻璃化溫度可以達到43～70℃【121。PTT是一種典型的假流體，在熔融狀態(tài)下的切力變稀現(xiàn)象比PET更為嚴重，其非牛頓指數隨溫度升而增大，隨著相對分子質量的增加而降低，并且熔體的黏流活化能較高，熔體度對溫度的敏感性較大此外，PTT具有極好的透光性能。從可見光到近紅外波段(波長介于8到nlll之間)，其透射率約為90％【例。而PTT的折射率為1．638t20l，大于(1．46)、氟到nlll之間)，其透射率約為90％【例。而PTT的折射率為1．638t20l，大于(1．46)、氟化鎂(1．48)、磷酸鹽玻璃(1．54)和聚苯乙烯(1．59)，可以為光在中的傳輸提供良好的限制綜上所述PTT由于其獨特的分子結構，因而具有良好的機械性纖和成膜性能、良好的透光導光性能，非常適合于作為組裝微納光子器件的材在未來的光子學發(fā)展中將具有廣泛的應用前景1．4本論文的選題及思光纖的研究主要集中在半導體微納光纖和化學合成的微納光纖，而聚合物具有好光學特性，關于聚合物微納光纖的研究目前還比較少。深入的研究聚合物微光纖，并利用這些聚合物微納光纖組裝光子器件，已成為越來越迫切的需求。此，本論文主要研究聚合物微納光纖及其所組裝器件的光學性能和潛在應用體包括(1)聚合物微納光纖的制作及倏逝波耦合、(2)三維光子器件、(3)全邏輯器件和(4)光散射陣列。利用光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡對器件的結儀器對聚合物微納光纖及其所組裝器件的光傳輸與分配功能進行詳細的研論文的結構是按照本人科研工作的先后順序，逐步展開介紹的。本論文章首先介紹了聚合物微納光纖的拉制，并觀測了其表面形態(tài)和光學傳輸特性纖都是在三維空間內交叉疊加的。第四章研究了基于交叉疊加3X3結構的全光輯器件，展示了其異于二維平面結構的簡單編碼功能。介紹完小角度的交叉結構后，第五章介紹了基于聚合物光纖大角度交叉疊加結構的光散射陣列。在光電子集成領域的應用提供有益的幫9中m^學碩±學位論第二章聚合物微納光纖的制作中m^學碩±學位論第二章聚合物微納光纖的制作及倏逝波耦微納光纖由于具備光場約束能力強、傳輸損耗低、大比例倏逝波傳輸、亞構筑小尺寸光子器件的理想材料，因而成為最近這幾年光電子集成領域的熱究對象。采用兩步拉伸法制作的半導體微納光纖I’31好，光傳輸損耗比較低，但彈性和柔韌性相對較差。而采用化學合成方法制而聚合物具有良好的光學特性口川，非常適用于光學方面的應用，但目前關聚合物微納光纖的研究還比較少。方便簡潔、成本低廉地制作光彈性和柔韌性強的聚合物微納光纖，并深入地研究聚合物微納光纖及其所組如本章引言所述，現(xiàn)有的微納光纖制作技術存在著一定的局限性。因此驗采用了一步拉制法【眥1捌，簡單、快捷、廉價地制作聚合物矽‘，。坼舢≮《j+∞幽2-1聚合物微納光纖一步拉制法示意剛中Ⅲ大學碩±學位論基f聚臺物碰中Ⅲ大學碩±學位論基f聚臺物碰納光纖交Z疊加結構的光于實驗過程中，我們先后采用了兩種聚合物材料：PMMA和PTT。聚合物微光纖的拉制示意圖如圖2-I所示，拉制過程主要包括以下步驟：首先，將PTT料置于加熱板上加熱至熔融態(tài)或者將PMMA溶解在丙酮中形成PMMA溶液；次，將裸光纖棒或錐形鐵棒的末端稍微浸入熔融態(tài)的聚合物或者聚合物溶液中再次，以O．1一1．0m／s的速度提升裸光纖棒或錐形鐵棒；最后，在棒的末端與熔態(tài)聚合物或者聚合物溶液之間形成細線并迅速固化為聚合物微納光纖。電子顯微鏡圖2-2、圖2-3和圖2-4中的聚合物微納光纖直徑分別是nm，300run1617nm。由圖可見，所拉制出來的聚合物微納光纖具備良好的直徑均勻度和光滑度，且彎曲能力也比圈2-2單根聚合物微納光纖．直徑為圈2-單iiHiiiii直徑為300nm，插圖為局部放大圖中m^學確k學位論孳十聚☆物礅納№纖變Z疊㈨中m^學確k學位論孳十聚☆物礅納№纖變Z疊㈨#構∞光T# ×1，58B—訂i。凹2_4彎曲的單根策臺物微納光纖，直釋為1617om2．3為了將光耦臺入聚臺物微納光纖，實驗采用了石英微納光纖尖錐。石英微光纖尖錐通過火焰加熱方法從普通的單模石莨光纖拉制而得。實驗時，首先將制奸的聚合物微納光纖懸空固定在玻璃基片之上，并將石英微納光纖六軸精密調節(jié)架上；然后調節(jié)六軸精密調竹架，使石英微納光纖尖錐微納光纖，此時石英微納光纖尖錐和聚臺物微納光纖會因為靜電力和范德瓦力的作用州而吸附在一起，則通過倏逝波耦合【2”，石英微納光纖尖錐中的光便廢圖2-5從圖2．5可見，波長為650nnl微納光纖的損耗可低至 從圖2．5可見，波長為650nnl微納光纖的損耗可低至 2．4小采用一步拉制法，從熔融態(tài)的聚合物或聚合物溶液中拉制出了聚合物微納發(fā)現(xiàn)所拉制出來的聚合物微納光纖具備良好的直徑均勻度和表面光滑度，機械能也比較強，且其直徑低至205nlTl。通過倏逝波耦合，將光信號耦合進入聚微納光纖，發(fā)現(xiàn)聚合物微納光纖具有良好的光傳輸性能。綜上所述，聚合物微中m大學碩基于聚合物話納光纖交叉疊中m大學碩基于聚合物話納光纖交叉疊加結構的光子器第三章三維光子器件3．1引基于二維平面的光子集成器件在過去已得到了廣泛的研究，并已得應用。但是在二維平面內集成器件，集成度受到了一定程度上的限制，器件的排只能局限在同一平面內．而且輸入輸出端口難于實現(xiàn)大數量的連接【9j。為解決些問遙，三維光集成應運而生。通過晶片粘合[24,2”、光亥lj[26-”1、激光直寫阱-311、離子注入132,33}(a)晶片粘臺法I圳；(b)光刻{去口7】：(c)激光直寫法㈨；(由氧離子注入三維集成的方法。不僅解決了大數量輸入輸出端口的連接問題，而且還提了光子器件的集成度，此外，三維集成的器件還可以使光信號在三維空間內對三維光予器件的研究部分內窖已發(fā)表在卻舾￡蝴上(第一作者)中山太學碩士{＆論基十聚臺物微∞№纖奎夏i舶镕構∞№子器中山太學碩士{＆論基十聚臺物微∞№纖奎夏i舶镕構∞№子器和分配，從而大大地提高了光路設計的自由度?；谝陨系膬?yōu)點，并考慮到器微納化的需求，因此，將三維集成的概念推廣到微納光纖的研究領域，嘗試利所拉制的聚合物微納光纖在三維空間內組裝光子器件，試圖獲取自由成度更高的微納光子器件采用一步拉制法制作出聚合物光纖后．將聚合物光纖置于鍍了氟化鎂薄膜(厚度約1岬)的玻璃片上。利用顯微操作系統(tǒng)，將聚合物光纖在三維空弋夕移22圖3-I利用掃描電子顯微鏡(SEM)對所組裝的三維器件結構進行形貌表征。圖3-的SEM圖所示的是由兩根聚合物光纖交叉疊加而成的2×2結構，其中聚合物纖1的直徑是nm，聚合物光纖2的直徑是408nm，它們之間的交叉角度是47圖3-2交叉疊加2×2結構的SEM圖像，聚合物光纖I的宣徑是聚合物光纖2的直徑是408nm．它們之間的交叉角度是4r中自大學壩十學位論基于聚合物微納光纖中自大學壩十學位論基于聚合物微納光纖交衛(wèi)疊力口結構的光f％在組裝兩根聚合物光纖2X2結構之后，還采用三根聚合物光纖組裝三維結構。圖3．3所示的3X3結構是由三根聚合物光纖組成，聚合物光纖3(直徑nm)處于最上層，聚合物光纖2(直徑1100nm)其次，聚合物光纖l(直徑am)處于最下層。而在圖3-4所示的三角形結構中，聚合物光纖1的直徑是聚合物光纖2的直徑是721nm，聚合物光纖3的直徑是385nm，它們之間角度口、B和Y分別是30。、65。和85。，插圖是相應的結構示意圖。圖3．5所示是一個不等號形結構，聚合物光纖I和3交疊在聚臺物光纖2的上方，聚nm、1296rtrn和nm的直徑分別是577㈧閏3-4三角形交叉疊加結構的SEM圖像，聚臺物光纖1、2和和385ran，交叉角度a、B和分別是30。、65。和85。!!!!塑圖3石井!!!!塑圖3石井字形交叉棰加結構的SEM圖像．聚合物光纖1、2、34的直徑分別是1750nm、1370nm、nm和1120nm可見，在顯微操作系統(tǒng)的幫助下，可以將多根聚合物光纖在三維空間內根中山大學頸f學位論基于瘴臺物罐納光中山大學頸f學位論基于瘴臺物罐納光纖變置疊加結構的光子群3．3為簡單起見，首先研究三維器件結構的基礎結構：2x2結構，研究兩根疊加的聚合物光纖間的耦合效率與交叉角度或線ffIJ距離的關系圖3．7交叉疊加2x2結構的通光被果圖，聚臺物光纖1和2的釋均為 m．交叉角度是100，插幽是相應的結構示意幽圖3-7所示的是一個2x2結構的光學顯微圖，其中聚合物光纖I和2的均為nm．交叉角度是100，右上角的插圖是相應的結構示意圖。利用倏逝波合的方法，將波長為650nm的紅色光從端幾B耦合進入聚合物光纖2。由圖可見，紅色光在通過交叉點之后，分為兩束，分別傳輸到了端幾c和端口D。對實驗的這種分光狀態(tài)，利用Rsoft軟件，模擬了兩根交叉疊加的聚合物光纖間中山大學碩上學圖3．8合物光纖的直徑都為825nnl，其中的插圖是兩根聚合物光纖的結構示意中山大學碩上學圖3．8合物光纖的直徑都為825nnl，其中的插圖是兩根聚合物光纖的結構示意圖。由3．8可見，當兩聚合物光纖間交叉角度由Oo增加到400，光纖間的耦合效率由銳減到0．03％，交叉角度在400之后，耦合效率非常低，可以忽略不計，可見光問的耦合效率對交叉角度非常敏1^崞rv套h。葺。一u_ll厶暑oU圖3-9耦合效率與聚合物光纖間距離的關研究了耦合效率與交叉角度之間的關系后，還研究了耦合效率與聚合物光間距離的關系。如圖3-9所示，隨著線間距離的增大，耦合效率顯著減小。根據一性質，當需要制作光耦合器件時，可以選取一個比較小的交叉角度或比較小線間距離，以保持較大的耦合效率；而當需要減少串擾時，則應當選擇一個在定量分析兩根交叉疊加的聚合物光纖間的耦合效率與交叉角度或線間距的基礎上，采用倏逝波耦合的方法，將可見光導入各種光子器件結構，研究這光子器件結構的光傳輸與分配性3．4．13×3結如圖3．10的光學顯微圖所示，3×3結構由三根直徑分別為nlTl、795和927nnl的聚合物光纖組成，將紅色光耦合進入此3×3結構的效果如圖3．10示，其中的插圖是相對應的交疊結構示意圖。由圖3．10可見，紅色光從A端口中m大學倒{學位論畢r聚合物融納光纖女Z疊m镕掏∞№7*路傳輸到交義點后，中m大學倒{學位論畢r聚合物融納光纖女Z疊m镕掏∞№7*路傳輸到交義點后，均勻分成三柬，分別傳輸到端門合入聚合物光纖2厲C和D，此時，光被分配到了三根處于不同層次的聚合物光纖罩。經測算，端口76C和D的分光比為31，插入損耗(10logI。(P艟H儼_^))為具有比較低的損耗和比較均勻的分光效果l刳3-10受義瞢加3x3結構的堪光效果顯微圈，策臺物光纖l、2和3nm和927哪，插幽是壁義蔣加結構的示意直釋分別是3．4．2不等號形斟3．11所示的小等弓形結構由三根聚臺物光纖組成，聚☆物光纖1和2處第一層，聚合物光纖3處F第二層，直徑分別是1026nm、1291nm和655nm。圖3—11中，如白色箭頭所示方向，2l‘色光同時從端口A和B輸入，并在交叉點C、D和E分光比為028：O29：026，捕入損耗為08ldB，紅色光從第一層被部分地分配到H3-】1不等吁形結構的通光效果履微|墊』，聚臺物光纖l、2和3的亢別是1026nm、1291nm和655nm，插剛是交義營加寶i=i構的示意嘲中m上學崾fJ堆f聚臺物散納光纖童叉疊加結構的光r≈3．4．3井字形中m上學崾fJ堆f聚臺物散納光纖童叉疊加結構的光r≈3．4．3井字形結如圖3—12所示，聚合物光纖1、2、3和4的卣徑分別是nm、1393rim、nm和1327nm。將紅色光耦合入井字形結構的效果如圖3．12所示。紅色光從端A和B同時輸入(方向如白色箭頭所示)，在交叉點I、II、11I和Iv都出現(xiàn)了C、D、E和F的分光比為033：024：007：0I3．插入損耗為114dB端幾個結構相比較而言，此處井字形結構的插入損耗相對比較大。插入損耗主結為傳輸損耗和交叉點處的散射．而交叉點處的散射尤為顯著。這是因為交義豳3-12井字形結構的通光效果曼微幽，聚臺物光纖l、2、3和4的直示意圖am和1327nm，插削是交義疊加結3．5小利用顯微操作系統(tǒng)，將一步拉制法制作的聚合物光纖在三維空間內交叉疊加形成具有多層結構的三維光子器件。模擬和實驗均表明，這種多子器件，可以很好地實現(xiàn)光的傳輸與分配，使光可以被分配到處合物光纖中傳輸。同時，聚臺物光纖問的耦臺斂率與交叉角度或定量的關系，園此，在制作器件時，可以根據實際需要，調整交叉角度或線離，從而獲取所需的耦合效率中m大學碩±學位論媾于聚合物微納光纖空R疊加結構的光f#中m大學碩±學位論媾于聚合物微納光纖空R疊加結構的光f#第四章全光邏輯4．1引近幾年，單根微納線的電學特性得到了廣泛的研究‘”娜I邏輯門13。3”、場效應管p5，37，3941】和發(fā)光二極管口8,42嚕電子器件被科研工作者先后作了出來，這些結構可以用于組裝更為復雜的電子邏輯器件，對于電子集成重要的意義。而另一方面，微納線的光學特性也得到了深入的研究，并且基納光纖的耦合器Ⅲ、MZI[“I、激光器㈣等光了器件也紛紛被制作出來，但在本論文l章中，介紹了3×3結構的光傳輸與分配的情況。一方面=維平面結構類似，這種三維的結構uT以實現(xiàn)耦合分束的功能：另一方研除此之外，如果將光從不同的輸入端口耦合進入，輸出情況將會出現(xiàn)迥異于二平面結構的輸出情況。這一現(xiàn)象，有望用于實現(xiàn)簡單的邏輯編碼功4．2首先利用Rsolt軟件模擬了光從3×3結構不同端口輸入時的輸出隋況。罔是3結構的示意圖，聚合物光纖l、2和3分別處于第一、圖4-1交叉替加3×3中山大學碩士學位論蕈十泉告中山大學碩士學位論蕈十泉告鈁徽納光纖交叉疊加結柯的光子器一舞≮，uco量#∞cojs∞一E∞cPJ卜一辭一}^ucm面H扛oco!s∞一￡∞c曼J_一辭一}^ucm量#。cols∞一E∞cⅢ上圖4_2軟件模擬從不同輸入端口輸^光信號時的情況，各數據圈曲線右邊顯示輸出端口P、Q和R的輸出光強：Ca)A端121輸入；(b)B端口輸^；(c)c12輸入軟件模擬時，分別將光信號輸入左邊的輸入端口A、B和C，然后分別檢邊輸出端口P、Q和R的輸出光強。模擬結果顯示，當光信號從A中山大學碩上學分別有70．8％，25．0％和2．3％的光信號從P、Q和R端13輸出，如圖4-2(a)所示而當光信號中山大學碩上學分別有70．8％，25．0％和2．3％的光信號從P、Q和R端13輸出，如圖4-2(a)所示而當光信號從B端口輸入時，分別有24．7％，48．9％和24．7％的光從P、Q和R13輸出(圖4-2(b))。在圖4-2(c)中，光信號從C端口輸入，相應地，P、Q和R口的輸出光強分別是2．7％，24．5％和70．9綜合以上模擬的結構，如果把輸出光強大于10％的值判定為1，輸出光強小10％的值判定為0，則圖4．2的模擬結果可以歸納為表4．1交叉疊加3×3結構的輸入輸出數據All0不同的端口輸入，對應不同的輸出狀態(tài)，這跟數字電路中的編碼器非常相似。此，根據不同的輸出狀態(tài)也可以反推出相對應的輸入端口，從而實現(xiàn)一定的邏判斷功能4．3實驗檢驗全光邏輯結為了驗證模擬的結果，實際組裝了一個3×3結構來進行通光實驗。圖是3×3結構的光學顯微圖，其中的插圖是相對應的結構示意圖，聚合物光纖lam，聚合于第一層，直徑為1600am，聚合物光纖2處于第二層，直徑是nlilam。如圖4．3(b)，當波長為端A輸入聚合物光纖1時，端口P、Q和R的輸出光強分別是58．4％、19．7％的輸出光(圖4-3(e))，光強分別是23．4％、30．0％和26．2％。圖中部下方的插圖示意了紅色光由聚合物光纖2倏逝耦合進入聚合物光纖1和聚合物光纖3的情形和R的輸出光強分別是1．4％、22．9％和55．5％，，消光比(10·loglo(P開／P中m^學顧1一≠＆論摹f※臺物徽納光纖交女疊∞結椅日勺m于g中m^學顧1一≠＆論摹f※臺物徽納光纖交女疊∞結椅日勺m于gdB。圖中部F方的插圖，示意了紅色光由聚合物光纖3倏逝耦臺進入聚合物纖2的情形。光信號從幣同端口輸入，對應不同的輸出狀態(tài)，這種現(xiàn)象于3x3結構在交叉點處的三維交疊構形。聚合物光纖中傳輸的光信號，在交叉處可以高效率地耦臺進入相鄰的聚合物光纖，而耦合進入不相鄰的聚合物光光則極少。綜合圈4．3的實驗情況，同樣可以用表4—1光，聚合物光纖1、2和3的直徑分別是幽牟3交叉疊加3×3結構未通光和通光時的光學顯微鏡劇像：(a)未和j260r插圖是交叉疊加結構的示意圖；(b)光從A光耦臺示意圖；(c)光從B端口輸入．插圖姓交叉點處的光耦合示意幽(d)光從C在此基礎上，還組裝了另一個3X3結構．如圖4-4所示。與圖4-3的疊加次序不一樣，此處的3X3結構是聚合物光纖1處于中間那層，聚合中m^學日，l基于镕臺物≈納光纖變X疊M結構的光r8中m^學日，l基于镕臺物≈納光纖變X疊M結構的光r8l、2和3的直徑分別是1480nm、nm和1110Hm。實際的通光效果如罔4_4(b)(c)和(d)所示，相對應的真值表如表4—2所示。雖然編碼的具體數值跟罔4-3的x3結構不一樣，但這個3×3結構也同樣實現(xiàn)了編碼的邏輯P恩：幽r、血誓■‘，2坐幽44變霍獻序異J：圖-3的3x3結構未通光和通兜時的光學顯微鏡嘲像fa)術通光，聚合物光纖1、2和3的冉徑分別是1480衄、740tun1110H世交叉疊加結杜J的示意蚓：(b)光從An輸入：(c)光從B端u輸入：(d)光從C端n輸入表4-2剴44對應的3×3結構的邏輯真值!!竺!二二E二二二二Ou立tput二二A11】4．4小4．4小信號分配到處于不同層次的聚合物光纖中。除此之外，軟件Rsofl模擬結當光信號從不同端口輸入時，端口的輸出情況將發(fā)生相應的變化。對這種3×3維結構的倏逝波耦合實驗，也驗證了軟件模擬的情況。光信號從不同的端口輸對應不同的輸出狀態(tài)，這種現(xiàn)象可以歸因于3×3結構在交叉點處的三維交疊構纖，而耦合進入不相鄰的聚合物光纖的光則極少。因此，當光信號從中m人學碰h學位論畢r聚臺物磁納№纖交Z疊加結中m人學碰h學位論畢r聚臺物磁納№纖交Z疊加結構的光r#第五章光散近些年，小尺寸的光發(fā)射現(xiàn)象己引起了人們的關注，皋于微納線m02】和光晶體”“的光發(fā)射現(xiàn)象得到了‘定程度的研究。在本論文前進的器件結構中使光信號更好地由根聚合物光纖耦臺進入另一根聚合物光纖，盡量降低損耗光纖問的耦合效率會減小，同時，當可見光在聚合物光纖中傳輸遇到交叉點時m于存存物理接觸，町見光會在交義點處部分散射．且隨著交義角度的增人，射現(xiàn)象愈加明顯，如圖5．1所示。這種敞射現(xiàn)象雖增加傳輸損耗，不利于光耦束傳輸，但交叉點處類似于光發(fā)射的現(xiàn)蒙，在小尺、r的照明等方面卻i一一一一一斟5-1人角度空義疊加的光散射現(xiàn)象．結構由聚☆物光纖I(直釋3．66itrn)和f贏徑um)組裝而成t抽}刳是交義點處的J0部放人|芏|5,2單顏色散射陣中m大學基f※舍物錨中m大學基f※舍物錨納光纖變X疊加結構的先于器圖5．2所示，采用四根或四根以上的聚合物光纖，分別組裝了四交叉點、六交叉(d)九交叉點結構：(e)十二交叉點結構：(f)十六交叉點結中m大學硬l埠位論基于聚合物微納光纖交叉疊^I結構的光T8涎、d、g中m大學硬l埠位論基于聚合物微納光纖交叉疊^I結構的光T8涎、d、gehfabgechfl圈5-3九交義點結構的光學顯微鏡瞰像(a)來通光、亮視場幽像．聚合物光纖平均商徑l_53Jl町，交義點平均直徑呻；(b)通光、亮視場圖像；(c)通光、暗視場幽像，光斑平均直釋517¨m些結構里面。圖5．3所示的是九交叉點結構，其中聚合物光纖1、2、3、4、5和02岬、l06岬、的直徑分別是108pin、86IlIrI、2．03}ITll和214¨m，光纖平均直徑 53岫。交叉點a、b、c、d、e、中m大學顧J學位論甚于聚臺物徽納光纖交叉疊加結構∞光f镕中m大學顧J學位論甚于聚臺物徽納光纖交叉疊加結構∞光f镕74岫219岬、260pm、2pm、272岬和 2grn、53岬。將波長為650nm的紅色光同時從左邊端口交叉點平均直徑5-3(b))，傳輸方向如圖中自色箭頭所示，則在各交叉點處．可以看到明顯的光射現(xiàn)象。而在暗視場下的光學顯微圖(圖5-3(c))，更清晰地顯示了九個pm、597pm、460岬、540／am、407¨m、光斑平均直徑 圖54同一個多交義點結構在不同聚焦情況i-'Npmt光斑的像的平均直徑：(a)2105岬；(b)2934岬：(c)34小均為¨“；(d)3750¨mt(e)39769m；(f)4389p“；(g)5I82gm：(h)6I(i)7299m；(】)8245m；(k)lIOllm：(1)14l55m中m人學頗I學位論蟮十※臺物帶m≈纖交x§m镕構∞№r*圖5-4是同一個多交叉點結構在同中m人學頗I學位論蟮十※臺物帶m≈纖交x§m镕構∞№r*圖5-4是同一個多交叉點結構在同一放大倍數下的通光效果圈，隨著聚焦狀的變化，最終所獲光斑的像的直徑也不斷變化。如白色箭頭所示方向，往多交點結構里面耦臺入波長為532nm的綠色光，可見在各交叉點處均出現(xiàn)明顯散射物距的改變，圖片的清晰度也隨之改變，交叉點處對應的光斑的像的苴徑逐漸50!arn：(e)3976”?；(f)43891um(g)5182Ⅲ1；(h)6189,urn；(j)82 55¨m。光斑的像的、1原束的 55,um，比原柬增大了572聚焦狀態(tài)，從而拙敢不同直徑和距離大小的光斑的像單顴色的光耦臺實驗發(fā)現(xiàn)，通過組裝大角度多交叉點結構可以獲得光散射陣列，且交叉點處對應的光斑直徑一般比交叉點直徑犬；通過改變顯5，3雙顏色散射陣L一p!一．．簍＼＼、、垮多霸一一；。圖5-5箭頭和紅色箭頭所示，插凹是局部破人凹，聚合物光纖I和2的^往分別是lIm雨I6．99um*f聚合物錨納光纖交Z§ml站柯∞光，#中口^學碰±{Ⅱ論一個點 同散射時，*f聚合物錨納光纖交Z§ml站柯∞光，#中口^學碰±{Ⅱ論一個點 同散射時，可以混合出另外種顏色的光，這可以通過疑微鏡觀測到如圖5．5所示，聚合物光纖1和2的直徑分別是527岬和699¨m，波長為532的綠色光從左下角同時輸入(傳輸方向如圖中綠色箭頭所示)，波長為nm紅色光從右上角同時輸入(傳輸方向如圖中紅色箭頭所示)，則在這兩根聚合物纖上，可以見到系列黃色的散射光點。綠色和紅色相混變成黃色，這跟色品圖(圖5—6)相吻合。在色品圖中，以不同位置的點表示各種色品，x坐標的比例，Y坐標是綠原色的比例，代表藍原色的坐標z可由x+y+z-1推出。圖中線上的各點代表純光譜色，此弧線稱為光譜軌跡。從色品圖可看出，紅、綠、=原色可合成任何顏色蚓5石色揣l芏|忡】，x坐標是紅原色的比例，y坐標是綠原色的比例，代表監(jiān)原的坐標z可由x+一F1推出據此，嘗試了將這種混色現(xiàn)象引入到光散射陣列里來。圖5．7叉點結構，四根聚合物光纖組成了個近似正方形的結構，聚合物光纖1、2、和4的直徑分別是435岬、505岬1、460p,m和448¨m，交叉點a、b、c和02岬、850岬、直徑分別為pm和78¨m。如圖5-7(b)色箭頭所不)，將波長為650rim的紅色光從右上角的兩根聚合物光纖3和4輸入(傳輸方向如圖巾紅色箭頭所示)，此時，交叉點a、c和d處均明顯可幕十爨☆物微納光纖幕十爨☆物微納光纖奎X疊mI鮚柑的光f*中m人學刪I}位論的光，交叉點b處也存在一點黃光，兩個插圖分別是交叉點a和c處光斑的局部大圖，虛線圓示意了光斑的直徑大小。經測算，交叉點a、b、c和d處的光斑直分別為1024岬、1588¨Ⅲ、8．63pm和813岬1。圖5．8展示的是一圖是其中兩個交叉點a和b處光斑的局部放大圈．經測算，交叉點a和b處光斑直徑分別是1257岬和924“m璉f聚臺物№納光纖交X疊M鮚掏的璉f聚臺物№納光纖交X疊M鮚掏的№}*閨5-8多交義點結構的般顏色散射，兩個交義點a和b處光斑的直徑分別是12“m和』9．24“m。插倒是兩光斑的局部放人圖，綠色光和紅色麻覷色的箭頭所示圈5-9凹空義點結構的般顏色散射，杯尺大小均為lIl丑，插H為交義點c處光斑局部放大圖．交義點c處光斑的直徑12"LLll】63胛為了定性地研究散射點的顏色特性和光強之間的關系，進為了定性地研究散射點的顏色特性和光強之間的關系，進行了改變輸入光的實驗。在實驗過程中，保持紅色光的光強基本不變，讓綠色光由弱變強的效果如圖5-9所示。在圖5-9(a)中，無綠色光，紅色光占100％，交叉點c處斑全紅，直徑為1．tm：在圖5-9(b)中，綠色光約占20％，紅色光約占80％，叉點c處光斑紅中帶淺黃，直徑為7．19岬；在圖5-9(c)中，綠色光約占50％，gm：而在圖5-9(d)中，色光約占70％，紅色光約占30％，交叉點c處光斑綠中帶淺黃，直徑為12．33岬可見隨著綠色光強的改變，交叉點處紅色光和綠色光的比例不同，則混出的在此后深入的研究中，可以嘗試往聚合物光纖耦合入更多顏色的光，并調所耦合入顏色光的強度大小，從而混合出如圖5-6所示的各種不同顏5．4小組裝了包括四交叉點、六交叉點、八交叉點、九交叉點、十二交叉點和十交叉點等結構在內的大角度的交叉疊加結構，研究光在各交叉點處的散射現(xiàn)象通過單顏色的光耦合實驗發(fā)現(xiàn)，這些大角度多交叉點結構可以獲得較規(guī)則的光射陣列，交叉點處對應的光斑直徑一般比交叉點直徑大，且通過改變顯微鏡的焦狀態(tài)，可以實現(xiàn)散射光斑的像的直徑和距離的隨意改變。通過雙顏色的光耦實驗發(fā)現(xiàn)，兩種顏色的光可以在交叉點處較好地混合，且混合顏色隨著各顏色輸入比例的變化而變化，據此可以獲得顏色可調的彩色光散射陣列，這在小第六章結由于采用一步拉制法制備的聚合物微納光纖具有直徑均勻度好第六章結由于采用一步拉制法制備的聚合物微納光纖具有直徑均勻度好、表料。因此，本論文主要采用聚合物微納光纖組裝交叉疊加的結構，研究這些的光傳輸和分配性能，探討其潛在應用價值聚合物微納光纖：通過一步拉制法，從聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)溶液熔融態(tài)的聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中拉制聚合物微納光纖，其直徑小至am。光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡的觀測表明，聚合物微納光纖具有較好的直均勻度和表面光滑度，且機械性能比較好。在精密波導調節(jié)架幫助下的倏逝波三維光子器件：在三維空間內用聚合物光纖組裝了2×2、3×3、不等號形三角形和井字形等結構，并研究其光學傳輸和分配性能。光耦合實驗表明，這結構可以將光信號從某一個層次的聚合物光纖耦合進入另一層次的聚合物光纖而實現(xiàn)光功率在三維空間內的重新分布，且插入損耗低至O．76dB。而聚合物間的耦合效率，與交叉角度和線間距離都存在著密切的關系，組裝器件時，合效全光邏輯器件：在研究三維光子器件的基礎上，重點研究了3×3結構。軟Rsoft模擬結果顯示，異于二維平面的3×3耦合器，這種三維3×3結構的輸出口處的光強不總是均勻的，這種現(xiàn)象可以歸因于3×3結構在交叉點處的三維交構形。聚合物光纖中傳輸的光，在交叉點處可以高效率地耦合進入相鄰的聚合光纖，而耦合進入不相鄰的聚合物光纖的光則極少。因此，當光從不同的端口入，則對應不同的輸出狀態(tài)，這種特點能夠用于實現(xiàn)簡單的編碼功能。實際組的3×3結構的光耦合實驗印證了模擬的結果，且其消光比高于10dB，插入損低至O．97dB。此外還發(fā)現(xiàn)，實際的編碼情況，還跟聚合物光纖的交疊次序存在系光散射陣列：區(qū)別于上述小角度的交叉疊加結構，光散射陣列研究采用的在物理接觸，可見光會在交在物理接觸，可見光會在交叉點處部分散射，且隨著交叉角度的增大，散射現(xiàn)愈加明顯。為此，組裝了四交叉點、六交叉點、八交叉點、九交叉點、十二交點和十六交叉點的結構，并將波長為650nnl的紅色光和波長為532nrll的綠色耦合進入這些結構，研究它們交叉點處的散射情況。單顏色的光耦合實驗表明這些大角度多交叉點結構可以獲得較規(guī)則的光散射陣列，且交叉點處對應的光直徑一般比交叉點直徑大。雙顏色的光耦合實驗表明，兩種顏色的光可以在交點處較好地混合出其他顏色，且混合顏色隨著各色輸入光強比例的變化而變化L．M．Tong,R．R．Gattass，J．B．Ashcom，eta1．Subwavelength—silicawireslow-lossopticalguiding．Nature，2003，426：816—【2nanowiresdirectlydrawnfromopt．Express，2006，14：82-ofsilicananowiressilicaaerogels【3Lou,R．R．Gattass，etLett．，2005，5：259-【4D．J．Sirbuly,M．Law,H．Q．Yah．eta1．Semiconductornanowiresforsubwavelength【5D．J．Sirbuly,M．Law,P．Pauzauskie．etwith【6photonics【7L．M．Tong,R．R．Gattass，J．B．Ashcom，eta1．Subwavelength—silicawireslow-lossopticalguiding．Nature，2003，426：816—【2nanowiresdirectlydrawnfromopt．Express，2006，14：82-ofsilicananowiressilicaaerogels【3Lou,R．R．Gattass，etLett．，2005，5：259-【4D．J．Sirbuly,M．Law,H．Q．Yah．eta1．Semiconductornanowiresforsubwavelength【5D．J．Sirbuly,M．Law,P．Pauzauskie．etwith【6photonics【7C．J．Barrelet,A．B．Greytak,andC．M．Lieber．Nanowirephotoniccircuitelements．Nano2004，4：1981-L．Eldadaand 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