十八酸质子交换铌酸锂光波导的性能及其退火性能的研究

报道了采用十八酸作为质子源制作的铌酸锂光波导的性能及其退火对波导性能的影响，给出了退火前后波导层中非常光有效折射率的剖面分布，得出了质子交换的扩散参数和波导层的表面非常光折射率的增量．给出了波导层的表面非常光折射率的增量和扩散深度的增量与退火时间的指数关系．     

质子交换LiTaO3平板光波导的表征

本文采用质子交换法制备了Ｚ切ＬｉＴａＯ３晶体平板光波导，并研究了退火前后波导的光学性能。讨论并用实验结果验证了退火前后波导内折射率的分布，实验证明退火前波导层的折射率分布为阶跃型，退火后其分布为费米型。在６３２．８ｎｍ的Ｈｅ－Ｎｅ激光波长下的测量结果表明：质子交换ＬｉＴＡＯ３波导层折射率增量退火前约为０．０１２，退火后为０．０２５。     

把LiNbO3浸入苯甲酸-苯甲酸锂混合融体中制备质子交换波导

把X-或Y-切割的LiNbO3晶体放入苹甲酸-苯甲酸锂（0．5～2Mol%）混合体中，于218—248℃的温度范围内制备了质子交换波导。质子变换过程的扩散常数与混合体中苯甲酸锂含量有关。从反W.K.B法算出的折射率剖面表面，不管锂含量多少、交换时间长短以及交换时的温度高低，质子交换层是折射率突变层，其表面折射率均相同。这里也给出了退火后样品的折射率剖面以及对退火样品作第二次质子交换后的折射率剖面．     

质子交换MgO：Linbo_3波导及其镁含量对波导性能影响的研究

报道了不同镁含量质子交换ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３波导的制备与表征。采用多个测量波长，测量并计算了不同镁含量的Ｚ切质子交换ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３波导的阶跃式折射率分布，结果表明多波长测量结果一致。给出了波导层折射率增量的波长色散，发现了波导层折射率增量和同一温度下波导的扩散系数随晶体中镁含量的增加而减小，最后讨论了镁含量对波导性能影响的机制。     

退火对离子注入铌酸锂平面波导中折射率分布的影响

研究了不同退火条件对氢离子和氦离子注入铌酸锂平面波导中折射率分布的影响。在不同时间和温度下退火处理后用棱镜耦合法测量了两种波导的暗模 ,并给出退火处理前后两种波导的折射率分布。实验结果表明两种离子的注入均造成了损伤层中正常折射率的减小 ,而反常折射率在波导区却有所增加。退火处理对损伤层中的正常折射率分布影响较明显 ,而在 4 0 0℃以下反常折射率几乎不受退火处理的影响     

缓冲质子源LiNbO3波导折射率计算及实验

为实现铌酸锂退火质子交换(APE)波导折射率分布的准确计算,选择含苯甲酸锂的苯甲酸缓冲液作为质子交换质子源,高温退火制作了波导样本.针对该工艺过程建立退火质子交换波导模型,包括非线性扩散模块和光学数值仿真模块,分别计算APE波导折射率及其模式有效折射率.以测得的样本波导模式有效折射率和计算的有效折射率差的均方根构建评价函数(FOM),结合遗传算法提取该工艺条件下质子扩散参数,实现了不同交换深度和退火时间波导折射率分布及其光学特性的一体化计算.实验表明:FOM小于0.001,计算折射率分布同IWKB方法测得结果吻合较好,最大偏差约0.002.     

焦磷酸质子交换LiNbO_3光波导制备技术研究

采用焦磷酸质子交换技术制备 ＬｉＮｂＯ３光波导,总结了交换条件、退火工艺和波导特性的实验结果,报告了表面腐蚀情况和单模条件。测量分析了退火前后波导折射率分布的变化,采用循环迭代法拟合折射率分布。结果显示退火前后的折射率分别呈近似阶梯和近似指数的分布,均可用费米函数良好地描述。     

硅包层质子交换条形光波导的频率响应

退火质子交换工艺已成为一种制备低损耗铌酸锂光波导的重要技术.但目前对该类光波导传输特性的研究还不多.利用半矢量光束传播法,对硅包层X切退火质子交换铌酸锂条形光波导的频率响应特性进行了数值分析.给出了几种波导结构参数下的计算结果.结果表明,波导传输模式的衰减特性与波长相关.波导的衰减特性,可以通过调整波导表面中心处折射率增量,硅包层厚度,及缓冲层的折射率和厚度来控制.硅包层光波导可以用来制作光频滤波器.     

利用缓冲质子源制作LiNbO3光波导:光学特性及稳定性研究

利用缓冲质子源(苯甲酸中掺入一定量的苯甲酸锂)在Z切LiNbO3基底上制作了质子交换平面光波导，得到了不同掺杂摩尔分数(0．5％，1．0％和1．5％)的缓冲质子源质子交换波导的有效扩散系数及折射率分布。随着质子源中苯甲酸锂的摩尔含量逐渐增加，质子交换的有效扩散系数呈指数衰减，同时波导表面折射率增量线性递减。研究了有效折射率的稳定性特征，并与用纯苯甲酸制作的光波导进行了比较，发现利用缓冲质子源制作的LiNbO3光波导的稳定性明显优于纯苯甲酸制作的光波导。     

Cu离子交换波导的制备和折射率分布的表征

用Cu离子交换技术制备了玻璃平面光波导,利用IWKB法与离子浓度计算折射率的方法结合,得到了Cu 和Cu2 相对应的折射率分布.当离子交换深度较深时,折射率变化主要是由Cu 引起,且折射率变化较小;而当深度较浅时,折射率变化则是由Cu 和Cu2 共同作用的结果,而Cu2 的对折射率变化的贡献集中在玻璃表面.通过离子浓度计算得出5 min交换时间的折射率分布呈现准梯度折射率分布形状,而随着离子交换时间的增加所制备的平面波导通过棱镜耦合无法测到波导模式,这可能是由于波导表面折射率下降所致,其机理可能是由于Cu 的外扩散和大离子直径的Cu2 在玻璃表面附近产生的应力在高温下退火被释放的共同结果.     

As_2S_8 planar waveguide:refractive index changes following an annealing and irradiation and annealing cycle,and light propagation features

The refractive index of as-evaporated amorphous semiconductor As₂S₈ film upon an annealing and saturation irradiation and annealing cycle is reversible.Upon successive treatment with annealing and non-saturation irradiation and further annealing,the refractive index of the as-evaporated amorphous semiconductor As₂S₈ film reaches a maximum value and then its reversibility occurs upon annealing.The annealing of the amorphous semiconductor As₂S₈ films results in the stabilization of the structure through changes of the S-S bonds in the nearest environment,accompanied by a decrease of film thickness.The As₂S₈ planar waveguide after annealing（130℃） and saturation irradiation and annealing（130℃） shows a good propagation characteristic with ca.0.27 dB/cm low propagation loss of the 632.8 nm guided mode.     

Refractive indices variation with temperature and humidity of optical adhesive

Refractive index and birefringence of optical adhesives is studied under different environmental exposures, such as temperature, humidity, and annealing. Refractive index of the adhesive decreases at a higher rate for the temperature treatment compared to the humidity exposure. A sudden decrease in the rate of refractive index (thermo-optic coefficient, dn/dT), from −2×10⁻⁴°C⁻¹ to −4×10⁻⁴°C⁻¹ was observed near the glass transition temperature. The adhesive’s refractive index (n) was studied during the moisture desorption cycle. Refractive index of the adhesive was found to increase at a constant rate with moisture. The change in refractive index of the adhesive upon moisture absorption was found to be irreversible. Birefringence (T_E — T_M) decreases with higher annealing temperature treatment of the adhesive, because the rate of increase in refractive indices for T_E and T_M modes is not similar. The refractive index in T_M mode increases at a higher rate compared to that in the T_E mode. This suggests that the material has become more isotropic due to annealing. The environmental changes in optical properties of the adhesive are discussed in light of Lorenz-Lorentz equations.     

高精度光学玻璃折射率测试仪设计

对高精度光学玻璃折射率测试仪的总体设计做了分析,采用抛物面反射镜设计平行光管和自准望远镜。精密转台采用平面轴系。24位增量式编码器的精度达到0.52。以单片机为前台机,系统机为后台机对位敏传感器（PSD）和轴角编码器进行数据采集。采用最小偏向角法和三最小偏向角测量法进行光学玻璃折射率的高精度测量,测量精度可达10^-6。     

7.5 mol-% Nb:KTP晶体折射率温度系数的表达式

基于不同温度下主折射率的测量结果,报道了7.5mol-% Nb:KTP晶体作为波长函数的折射率温度系数的表达式.利用该式可以计算539.75～1079.5nm波长范围内7.5mol-% Nb:KTP晶体的折射率温度系数.计算结果与测量结果具有较好的一致性.     

不同负相对折射率材料的FDTD分析

负折射率材料的研究已成为近年来科研的热点.电磁波在负材料中的传播特性是研究的首要问题之一.利用一个正常材料包围负折射率材料块的区域模型,根据推广的Snell定理,分析在改变该模型正常材料区域的介电常数对材料交界面相对折射率的影响.通过FDTD法数值模拟了TE模电磁波在该模型区域的场分布.数值比较了改变该模型正常材料的介电常数和磁导率对其相对折射率、成像效果以及成像位置的变化.说明电磁波在不同正常材料包围的负材料块区域中传播,其折射规律仍然符合推广的Snell定理.     

含梯度折射率缺陷的一维光子晶体滤波性能研究

为实现一维光子晶体更优越的滤波特性,引入渐变折射率缺陷层,可以抑制某些特定频率的电磁波,产生光子禁带。利用时域有限差分（FDTD）法,严格求解麦克斯韦方程组。研究了缺陷层的折射率变化为抛物线型时对应的透射率谱线,并分析了周期介质层的折射率比、厚度比及周期数,对滤波性能的影响。研究表明,增加折射率比,含梯度折射率缺陷层的一维光子晶体可以实现更大的滤波带宽;改变厚度比,可以影响透射峰位置;改变周期数,则可以影响透射率。这一研究结果对提高光子晶体滤波器性能具有一定参考价值。