镓扩散铌酸锂晶体光波导的制备及表征

发布时间：2020-12-07 09:13

　　铌酸锂晶体因其性能比较稳定、透光波段较宽、具有良好的压电效应、铁电效应、热电效应、电光效应、声光效应、光折变效应、光弹效应、非线性光学中的非线性效应等优良的光学性能,且具有数目较多的本征缺陷,而被广泛的应用于光学领域。当今钛扩散铌酸锂晶体光波导的研究比较成熟,但是钛扩散铌酸锂晶体光波导存在光损伤的问题,然而研究表明镓具有抗光折变的特性,并且可以制作条形波导,因此,本文采用铌酸锂晶体做为基底,制作镓扩散条形光波导。本论文主要进行了以下两方面的研究和探讨:（1）Ga:LN单模条形光波导制备与光学表征。实验用Z切同成分双面抛光的铌酸锂为基底,通过电子束蒸发镀膜技术,在其表面制作127±2nm厚,8um宽的Ga₂O₃条;样品在950^oC条件下,采用高温扩散工艺处理2小时,成功制作出镓条形光波导;实验表明本文制作的镓条形光波导,在1547nm光源下,可以同时具有TE和TM两种传导模式,实验得到本文的样品传输损耗约为TE模式0.5dB/cm（TM模式1.0dB/cm）。（2）Ti:Ga:Er:LN单模条形光波导的制备和光学特性表征。... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

铌酸锂晶体结构

图 2-2 镓扩散铌酸锂的二次离子质谱结果图[48]中，Li（锂）、Nb（铌）、O（氧）等原子在深度掺杂离子 Ga3+浓度与深度方向呈现指数关系。质谱（SIMS）是一种重要的材料分析方法，主要射靶面之后，溅射产生的二次离子来获取材料表子（初级离子一般携带 400-15000keV 的能量）入料相互作用，经过碰撞将能量传递给固体中的原原子就会被从晶格中撞出），致使固体材料在初级的粒子（其中包括电子、离子、分子离子和中性的原质谱的发展过程，首先是由 Arnot 等人在上世纪三象。随后，Herzog 等人率先把二次离子溅射同质世纪六十年代人们发明的离子探针和直接成像谱仪的出现创造了条件。最终，在七十年代的时候问世。几十年来，经过人们不断对二次离子质谱仪

cossinarctan02202nnTE同样，可以得到 TM 模式是光波相移的求解公式 cossinarctancossinarctan02220020122101nnnnnnnnTMoTM3-12至此，导模色散方程中的不定量也就仅剩下入射角 和非负整数m，即入射角 和非负整数m是一一对应出现的。根据导模色散方程，m的值并不是可以随意设定的，其受波导尺寸、折射率等的限制，也就是说，对于一个制作好的平面型光波导，无论是 TE 模式亦或是 TM 模式，m取值都是有限的，于是m的可取的最大值就代表了该波导可以传播的导模的最高阶。因此，根据m的可取值情况，平面光波导又可分为单模和多模。如下图给出了TE模场的几种模式的分布曲线：

【参考文献】：
期刊论文
[1]平面光波导器件及应用分析[J]. 刘光灿,白廷柱.  光电技术应用. 2005(03)
[2]集成光学与光子学[J]. 于荣金.  光电子·激光. 1998(02)

硕士论文
[1]用于集成光学的稀土掺杂的铌酸锂晶体的制备[D]. 张文柱.天津大学 2012



本文编号：2903006