缺鋰鈮酸鋰鈦擴散平面光波導的制備及光學表征.pdf

1、隨著光通信的迅速發(fā)展,用于構建全光網絡的集成光學器件成為研究的熱點。而波導器件,尤其是平面光波導,是許多集成光學器件重要的組成部分。目前,鈦擴散鈮酸鋰平面光波導是最常見的平面波導,有關它的報道已有很多,但都是基于以同成分或近化學計量比的鈮酸鋰為基底的光波導展開的研究,對于以缺鋰鈮酸鋰為基底的光波導的報道卻很少。本論文率先開展了表征鈦擴散缺鋰鈮酸鋰平面波導的研究,并得到了一些初步的實驗結果,為進一步研究奠定了基礎。
　　 本論文的

2、主要工作包括以下幾個方面:
　　 1.制作缺鋰相坩堝:將Li2CO3和Nb2O5按摩爾比4:6的比例配比并混合均勻。將配好的粉末放入模具中壓制成坩堝形狀后,在1000℃下煅燒10小時,1100℃下煅燒1小時。至此缺鋰兩相(LiNbO3+LiNb3O8)坩堝制作完成。
　　 2.制備缺鋰鈮酸鋰基片:用制備好的坩堝對1mm厚的Z切同成分LiNbO3基片進行缺鋰氣相運輸平衡處理,制備了一系列的缺鋰相鈮酸鋰基片,其中VTE的處理

3、溫度固定在1100℃,VTE時間在100-180小時。測量了表面雙折射,估算出所制備樣品表面層的Li組分。
　　 3.鈦擴散:先在得到的缺鋰鈮酸鋰基片上分別鍍上厚度為(110-135)±5 nm的鈦膜,隨后將其放入擴散爐中進行高溫擴散,制備出缺鋰鈦擴散鈮酸鋰平面光波導。擴散溫度為1050℃,擴散時間為8-15小時。為了抑制額外的鋰外擴,整個擴散過程都以1 L／min的速率通入濕氧。
　　 4.樣品的表征:采用棱鏡耦合技術

4、測量出平面波導幾個導模對應的有效折射率,并使用現(xiàn)有軟件反推出折射率分布。對反推出的折射率分布進行了高斯擬合,證實鈦擴散缺鋰鈮酸鋰平面光波導的折射率分布與同成分光波導折射率分布一致,均服從高斯分布。分析了其表面折射率變化與初始鈦膜厚度和擴散深度之比的關系,分析結果表明鈦擴散系數隨著Li組分減少而增大。其中,當樣品中的Li組分由48.6mol％到48.0mol％再到47.mol％時,對應的鈦擴散系數由2.367×10-12cm2／sec增加