感光溶膠-凝膠法制備LiNbO3光柵及其衍射性能研究.pdf

1、衍射光柵是一種具有良好分光性的光學(xué)元件。在光波分束器、波分復(fù)用器、傳感器和光譜測量中有著廣闊的應(yīng)用前景，且在集成光學(xué)領(lǐng)域取得了廣泛研究。鈮酸鋰（LiNbO3）材料具有高透光率和低傳輸損耗等特點(diǎn)，常用于制備光波導(dǎo)和衍射光柵。但LiNbO3材料的抗光損傷閾值較低，一般用物理法制備光柵容易使材料產(chǎn)生缺陷，而純化學(xué)法加工則可避免材料缺陷的產(chǎn)生，表現(xiàn)出較強(qiáng)的加工優(yōu)勢。因此，本論文主要采用感光溶膠-凝膠法制備高密度、高槽深的LiNbO3光柵，并研究

2、其形貌對光柵衍射效率的影響。此論文的研究為制作LiNbO3波導(dǎo)及微集成器件奠定了基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）本實(shí)驗(yàn)采用Nb鹽（五氯化鈮、乙醇鈮）和Li鹽（乙酸鋰）配制溶膠，發(fā)現(xiàn)以乙醇鈮為Nb源且金屬離子配比為Li：Nb=1.06：1可合成LiNbO3溶膠。采用提拉法在硅基板上制備LiNbO3薄膜，研究不同熱處理工藝對LiNbO3薄膜光學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：在350℃預(yù)處理，650℃終處理所獲LiNbO3薄膜的折射率

3、最高且透光性最好。
　?。?）通過紫外光譜和紅外光譜測試，研究了LiNbO3凝膠膜感光機(jī)理。結(jié)果表明LiNbO3凝膠膜對350nm附近的紫外光具有感光性。
　?。?）采用紫外掩模法制備微細(xì)圖形并研究了高密度LiNbO3光柵的制備工藝。結(jié)果表明感光LiNbO3凝膠膜具有良好的微細(xì)加工性，且凝膠膜在70℃烘干10min，曝光6～10min，后用異丙醇與乙醇的混合液溶洗可獲得高密度LiNbO3光柵。隨后用激光干涉法制備不同形貌Li