学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钛扩散近化学计量比铌酸锂光波导的制作和光学表征

作　者: 张文俊
导　师: 张德龙
学　校: 天津大学
专　业: 光学工程
关键词: 钛扩散 近化学计量比 铌酸锂晶体 气相输运平衡
分类号: TN252
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 43次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


钛扩散铌酸锂（Ti:LiNbO3）光波导是所有基于铌酸锂制作的波导器件的核心元件。而近化学计量比Ti:Mg:LiNbO3波导比同成分Ti:LiNbO3波导有更多的优点,如它具有较低的非寻常折射率,更强的电光效应。近化学计量比Ti:Mg:LiNbO3波导未来将会在无源和有源器件的开发中体现出新的应用。为了实现这一目标,我们应首先着力于研究制备近化学计量比Ti:LiNbO3波导的方法。原则上,有3种可能的方法可以用来制备近化学计量比Ti:LiNbO3波导。第一种方法是在近化学计量比LiNbO3晶体上镀Ti条,但是Ti在LiNbO3晶体中的扩散系数很低。第二种方法是Ti扩散与气相输运平衡（VTE）处理同时进行。第三种方法是先进行Ti扩散再进行VTE处理。前两种方法所需要的Ti扩散时间都相对较长,因此本文中使用了第三种方法制备近化学计量比Ti:LiNbO3波导。本文完成的工作包括以下内容,利用标准的Ti扩散和VTE后处理方法制备出近化学计量比Ti:LiNbO3单模（1.5μm波段）光波导。设计并建立了端面耦合系统,对所制备的近化学计量比Ti:LiNbO3波导的TM和TE近场模式进行了采集并分析了模式特性,计算出该波导的TM和TE模式的传输损耗分别为1.0dB/cm和0.8dB/cm。利用二次离子质谱分析了波导区域Ti沿宽度和深度方向的分布可以分别拟合为两个误差函数的和与高斯函数。测量了该样品表面的紫外吸收边和双折射,对波导层Li2O的组分进行了分析,得到了有参考价值的结果。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 引言  7-8
  1.2 有关集成光学的研究  8-9
    1.2.1 集成光学理论  8
    1.2.2 集成光学器件  8-9
    1.2.3 集成光学的主要应用领域  9
  1.3 光波导器件  9-11
    1.3.1 光波导在集成光学中的应用  9-10
    1.3.2 光波导的分类  10-11
  1.4 光波导材料-铌酸锂晶体  11-12
  1.5 本论文的工作和意义  12-14
第二章 介质光波导基础理论  14-25
  2.1 平面电磁波-折射与反射理论以及波动方程  14-19
    2.1.1 snell 定律  14-15
    2.1.2 Frensnel 定律  15-17
    2.1.3 全反射临界角全反射时的相移  17-18
    2.1.4 波动方程  18-19
  2.2 平板光波导射线光学理论  19-24
    2.2.1 均匀平板波导的导模  21-22
    2.2.2 归一化参量  22-24
  2.3 条形介质波导  24-25
第三章 近化学计量比铌酸锂晶体  25-33
  3.1 LiNbO_3 晶体组分  25-29
  3.2 近化学计量比LiNbO_3 晶体  29-30
  3.3 获得近化学计量比LiNbO_3 晶体的方法  30-33
    3.3.1 气相输运平衡技术  31-32
    3.3.2 坩埚制作  32
    3.3.3 VTE 技术在处理铌酸锂晶体中的重要功能  32-33
第四章 钛扩散近化学计量比铌酸锂光波导的制作  33-37
  4.1 制备NS Ti:LiNbO_3 光波导的几种方法  33
  4.2 NS Ti:LiNbO_3 光波导的制备流程  33-36
    4.2.1 光刻  33-35
    4.2.2 溅射  35
    4.2.3 剥离  35-36
    4.2.4 高温扩散  36
    4.2.5 VTE 处理  36
    4.2.6 端面抛光  36
  4.3 本文中NS Ti:NbO_3 光波导的制备  36-37
第五章 钛扩散近化学计量比铌酸锂光波导的表征  37-48
  5.1 NS Ti:LiNbO_3 光波导表面形貌表征  37-38
  5.2 采集近场模式分析波导损耗  38-40
    5.2.1 近场模式采集系统原理  38-39
    5.2.2 近场模式采集过程  39-40
    5.2.3 实验结果  40
  5.3 模场图样分析  40-44
    5.3.1 MATLAB 软件对模场图样的分析  40-41
    5.3.2 用Origin 对光强分布拟合  41-42
    5.3.3 拟合曲线  42-43
    5.3.4 损耗分析  43-44
  5.4 SIMS 分析波导区域Ti 的分布  44-45
  5.5 Li 的组分分析  45-48
第六章 总结与展望  48-49
  6.1 总结  48
  6.2 展望  48-49
参考文献  49-51
发表论文和科研情况说明  51-52
致谢  52

相似论文

  1. 近化学计量比铌酸锂晶体生长及准相位匹配器件研究,O437.4
  2. 富锂气相输运平衡对Mgo:LiNbO_3晶体表面折射率和Mg浓度的影响,O482.3
  3. 局域高掺铒铌酸锂晶体的制备及特性表征,O482.3
  4. 基于铌酸锂晶体全息存储的图像识别方法研究,O438.1
  5. 准相位匹配技术测量晶体折射率及级联非线性相移的研究,O437
  6. 镁对掺铒铌酸锂晶体光谱性质的影响,O433.4
  7. Zn：Er：LiNbO_3晶体的生长及其上转换发光性能的研究,O734
  8. 压电变压器用Mg：LN单晶的制备与性能研究,O782
  9. 宽带准位相匹配全光波长转换器的研究和应用,TN252
  10. 1560nm连续光半导体激光倍频及铷吸收光谱稳频,TN241
  11. 中红外PPLN光参量振荡技术研究,TN241
  12. 掺镁钽酸锂晶体的非线性光学性质研究,O437
  13. 掺钒铌酸锂晶体的光折变效应研究,O734
  14. 铌酸锂晶体的光电导研究,O73
  15. 掺杂铌酸锂晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究,O734
  16. 掺杂铌酸锂晶体的缺陷和性质研究,O734
  17. 铜掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的生长及其性能的研究,O782
  18. 用椭偏技术研究离子注入铌酸锂光波导特性,TN252
  19. 基于铌酸锂晶体的全息存储理论及实验研究,O438.1
  20. 掺锡铌酸锂晶体的生长及其光折变性能研究,O734

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 波导光学与集成光学 > 光波导
© 2012 www.xueweilunwen.com