飞秒激光写入晶体光波导：制备、性能及应用研究

发布时间：2024-01-30 17:25

　　光波导能够实现光路的集成,是集成光子学系统的基本元件。在光学性质各异的光学材料中制备波导结构,可以用作实现各种功能的光子学器件,如光放大器、波导激光器、分束器、调制器、光开关、频率转换器等,在集成光学及现代光通信领域具有重要的作用。光学晶体是制备波导结构常用的基质材料,具有优异的物化及光学性能。掺杂稀土离子的光学晶体在激光技术领域应用广泛。飞秒激光加工是一种新型的光波导结构制备技术,与传统制备技术相比具有灵活性更好、材料适用性更加广泛、加工质量更高等优点。本论文利用飞秒激光加工技术在不同光学晶体材料中制备了多种光波导结构,并对波导结构的传输特性、波导微区荧光、波导微区拉曼、波导上转换发光等特性进行了研究,此外,还研究了飞秒激光对光学晶体材料表面的改性作用。根据光学晶体材料的不同,本论文的主要工作可概括为以下内容:利用飞秒激光写入技术在Ti:Sapphire晶体中制备了类光学晶格波导结构及波导结构分束器。实验结果表明,类光学晶格波导结构在两个正交的偏振态下均能实现单模传输,其对应的传输损耗值分别为4.5dB(TE)与2.9dB(TM),同时也能够限制高阶模式(TE₁₀

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
第二章 基本理论
    2.1 光波导的理论基础
        2.1.1 波导光的耦合激励
        2.1.2 波导结构传输特性
        2.1.3 共聚焦微拉曼与微荧光
    2.2 飞秒激光写入技术
第三章 飞秒激光写入钛宝石(Ti:Sapphire)晶体波导器件
    3.1 Ti:Sapphire晶体类光学晶格波导结构分束器
        3.1.1 实验过程
        3.1.2 实验结果与讨论
        3.1.3 小结
    3.2 钛宝石晶体Y型波导分束器
        3.2.1 实验过程
        3.2.2 实验结果与讨论
        3.2.3 小结
第四章 飞秒激光写入钕掺杂钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体纳米光栅
    4.1 飞秒激光烧蚀Nd:YAG表面特性研究
        4.1.1 实验过程
        4.1.2 实验结果与讨论
    4.2 飞秒激光加工Nd:YAG晶体纳米光栅
    4.3 小结
第五章 飞秒激光写入镱掺杂氟化钙(Yb:CaF₂)晶体波导及波导荧光
    5.1 Yb:CaF₂晶体光波导的制备及特性研究
        5.1.1 实验过程
        5.1.2 实验结果与讨论
        5.1.3 小结
    5.2 Yb:CaF₂晶体光波导荧光
        5.2.1 实验过程
        5.2.2 实验结果与讨论
        5.2.3 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：3890286