飛秒激光刻寫鈮酸鋰波導的研究.pdf

1、波導作為集成光學系統(tǒng)的基本元件，在光通信、光互連和光學信息處理等方面具有廣泛的應用。制作光波導的方法很多，其中傳統(tǒng)的制作工藝，如離子交換、離子注入、金屬擴散等，存在工藝復雜、制作周期長、成本高等缺點，而且它們只能在靠近材料表面制作二維光波導結構，不易制作三維光波導。近年來飛秒激光刻寫波導技術被認為是一種直接、快速、高效的集成光波導器件制備技術，備受關注。鈮酸鋰晶體是一種集電光、光彈、聲光、光折變、非線性以及激光活性等物理效應于一身的罕見

2、材料。
　　 本文主要研究了飛秒激光在鈮酸鋰晶體內(nèi)制備光波導技術，本論文完成的主要工作如下：
　　 1)利用鈦寶石飛秒激光振蕩器(中心波長800nm、脈寬50 fs、重復頻率76M Hz)作為寫入光源，分別采用橫向掃描模式和縱向掃描模式在鈮酸鋰晶體內(nèi)制作光波導。比較了橫向掃描和縱向掃描兩種直寫模式的優(yōu)缺點及各自寫入的光波導的形貌，分析了橫向掃描直寫的光波導的橫截面呈現(xiàn)橢圓形的原因。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，折射率失配導致的表面球差是產(chǎn)

3、生這種變化的主要原因。由于球差的引入，聚焦深度大的地方，波導端面明顯拉長，因此可以通過改變聚焦深度有效地控制波導端面的縱橫比。
　　 2)實驗討論了飛秒激光的入射平均功率、掃描速度及重復掃描次數(shù)等參數(shù)對刻寫結果的影響。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，波導線寬隨著入射激光平均功率的增大、掃描速度的減小、以及掃描重復次數(shù)的增多而增大。實驗確定了刻寫良好性能光波導的條件，并在此基礎之上制備出了1×2光功分器。
　　 3)實驗利用自行搭建的簡易測試