基于飞秒激光写入铌酸锂晶体光波导结构特性的共聚焦显微光谱研究

发布时间：2024-05-11 17:46

　　集成光子学系统是将多种功能的光学元器件(比如激光光源、偏振元件和光栅等)集成到较小尺寸的基片上,形成一些复杂的光学系统。这样的光学系统一般具有微型化、功能多样化、光响应速度快等特点,因而在光通信、化学分析、医学检查以及光谱研究等领域得到了极为普遍的应用。新一代集成光子学器件的设计理念旨在减小自身体积(将体积缩小到微米及亚微米量级),同时尽可能地提高光学性能(降低光传输损耗、增大可承受的光强度等)。这对组成其光学元件的性能的提出了很高的要求。光波导作为集成光学系统的基本元件之一,它可以在微米量级的体积内限制光波的传输,在其腔内实现高光密度和低损耗的光学传输,满足集成光子学系统的要求,同时还能使体材料自身的光学性能得到提升,例如激光增益介质材料的激光特性,以及某些非线性光学晶体的非线性特性,可以用于实现信号放大功能,降低激光的泵浦阈值。在集成光学领域,光波导结构可以作为高精度传感器实现微米尺度上的光学集成。由于这些出色的特性,光波导这一结构得到了较为广泛的应用。迄今为止,研究人员已经在不同性质的光学材料上制备出基于光波导微结构的新型光子学器件。比如电光调制器、波导定向耦合器、频率转换器、波...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１．１典型的单光子吸收过程（ａ）和多光子吸收过程（ｂ）

吸收（如图??２．１．１（ａ）所示）。具体过程是：当光子能量大于特定材料的带隙宽度的的光入射到??该材料上时，单个光子会被价带上的一个电子吸收，同时该电子被激发到导带，??但当光子能量小于带隙时，不能激发电子的上述过程５。因之，在常见的飞秒激??光波段（可见光和近红外波段），由于....

图２．２．１基于Ｉ类改性的光波导结构??

?山东大学硕士学位论文???２．２飞秒激光直写介电材料光波导的种类??根据飞秒激光诱导折射率变化区域的不同，可以把飞秒激光直写的介电材??料光波导分为以下几类Ｓ??１?）基于丨类改性的光波导??如图２．２．１所示，利用单脉冲能量较低的飞秒激光脉冲对样品进行单向扫描，??使得辐照区....

图２．２．２基于ＩＩ类改性的双线光波导结构??

利用较高单脉冲能量的飞秒激光脉冲对样品进行单向扫描，使得辐照区域产??生较强的晶格损伤，折射率降低。但在辐照区域两侧的材料折射率升高，形成光??波导结构。该类波导具有较高的热稳定性，且能够尽可能多地保留波导区域的晶??体性能。一般为了得到较为均匀的导光区域，光波导结构一般采用双线....

图２．２．３基于ＩＩ类改性的包层光波导结构??鉴于Ｉ类光波导和ＩＩ类光波导的广泛应用价值及其本身结构的特殊性，本论??文的工作的重心在于在同一铌酸锂样品中写入Ｉ类改性的单线光波导和ＩＩ类改??

?山东大学硕士学位论文???ＩＩＩ类波导结构在能够实现双线ＩＩ类波导功能的基础上，还可以被应用于基于相??位匹配机制的频率转换器的制造２。??ａｉ／Ｖ??图２．２．３基于ＩＩ类改性的包层光波导结构??鉴于Ｉ类光波导和ＩＩ类光波导的广泛应用价值及其本身结构的特殊性，本论??文的工作....

本文编号：3970207