光学晶体表面烧蚀和光波导的研究

发布时间：2023-08-30 02:32

　　光波导是基于光在折射率不同的介质界面之间会发生全反射的原理,将光波限制在微米量级的光波导结构中,使其达到较高的腔内密度且仅能在光波导内传输。在光通讯和集成光子学等领域中发挥着重要作用。掺杂稀土离子的光学晶体被广泛应用于光波导的制备。离子注入技术是一种传统的平面光波导制备方法,具有一定的能量的离子注入到不同材料中导致材料的折射率改变,进而形成光波导结构。飞秒激光加工技术作为一种新型的光波导制备方法,其主要是将高峰值功率的脉冲激光聚焦在材料表面或者内部使其产生非线性效应并造成加工位置及其周围区域折射率变化。本论文主要利用飞秒激光加工技术和离子注入技术在不同光学晶体表面或内部制备微结构及光波导结构。分析了飞秒激光对氟化钙(CaF₂)晶体表面的改性作用和对掺镨氟化钙(Pr:CaF₂)晶体光波导结构的传输特性及波导微区荧光与拉曼光谱等特性的影响作用。还分析离子注入技术对钕离子掺杂钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)和铬离子掺杂钇铝石榴石晶体(Cr:YAG)形成的键合晶体中平面光波导光学性质的变化。根据制备结构的不同,本论文的主要内容可概括为:利用飞秒激光加工...

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【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 飞秒激光加工技术的研究进展
    1.3 离子注入光波导的研究进展
    1.4 本论文主要研究内容
第二章 基本理论与实验方法
    2.1 光波导的基本概念
    2.2 光波导性能测试
        2.2.1 端面耦合技术
        2.2.2 折射率的测量与重构
        2.2.3 光波导传输模拟
        2.2.4 光波导损耗的测量与计算
    2.3 共聚焦荧光与拉曼显微镜技术
    2.4 飞秒激光加工技术
    2.5 离子注入技术
第三章 飞秒激光烧蚀氟化钙晶体表面特性
    3.1 实验过程
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 烧蚀孔结构的研究
        3.2.2 烧蚀线结构的研究
    3.3 小结
第四章 飞秒激光加工镨掺杂氟化钙(Pr:CaF₂)晶体光波导:微区光谱特性和折射率重建
    4.1 实验过程
    4.2 结果与讨论
    4.3 小结
第五章 离子注入键合晶体平面光波导性能的研究
    5.1 离子注入Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体中Nd:YAG波导
    5.2 离子注入Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体中Cr:YAG波导
    5.3 小结
第六章 总结
    6.1 研究结果总结
    6.2 主要创新点
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及获奖情况
致谢



本文编号：3844763