鈦擴散鈮酸鋰波導(dǎo)及光柵的研究.pdf

1、近些年，信息產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，光通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高速化、大容量傳輸，使得構(gòu)成全光通信網(wǎng)絡(luò)的集成光學(xué)器件成為研究的重點，而波導(dǎo)器件作為集成光學(xué)器件的重要組成部分，受到人們廣泛的關(guān)注。在制備波導(dǎo)器件的材料中，鈮酸鋰（LiNbO3）晶體因具有電光、聲光、非線性和光折變等優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)，已被廣泛應(yīng)用?；贚iNbO3晶體的波導(dǎo)制備工藝相對成熟，最常見的方法為鈦擴散法和質(zhì)子交換法，在此基礎(chǔ)上，波導(dǎo)光柵的研究也得到了快速發(fā)展，制備波導(dǎo)光柵的

2、常見工藝有：光折變，電子束刻蝕和激光直寫等。
　　本文以x切LiNbO3單軸晶體作為基底材料，設(shè)計了鈦擴散LiNbO3單模波導(dǎo)，并對其進行了實驗制備和光學(xué)表征，研究了晶片與光刻膠溫度差對波導(dǎo)損耗的影響，此外，提出了兩種制備波導(dǎo)光柵的實驗方法。具體工作內(nèi)容如下：
　　1．利用光學(xué)射線法和有效折射率法分析了鈦擴散條形波導(dǎo)的模式色散方程，并對色散方程進行了數(shù)值仿真，確定了鈦擴散條形波導(dǎo)的單模條件。根據(jù)設(shè)計的單模條件，對鈦擴散LiN

3、bO3波導(dǎo)進行了實驗制備和光學(xué)表征，測量了波導(dǎo)的有效折射率和模場分布，并對實驗數(shù)據(jù)進行了總結(jié)分析，結(jié)果表明，制備出的波導(dǎo)具有低損耗和單模特性。
　　2．研究了晶片與光刻膠溫度差對波導(dǎo)損耗的影響，分別在較高和較低LiNbO3晶片與光刻膠的溫度差條件下，制備了鈦擴散LiNbO3波導(dǎo)，并對其進行了測量，對比實驗結(jié)果表明，較低溫度差下有較小的波導(dǎo)傳輸損耗，與仿真結(jié)果一致。因此，在制備鈦擴散LiNbO3波導(dǎo)的過程中，應(yīng)盡可能減小晶片與光刻膠