周期極化鈦擴(kuò)散近化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰光波導(dǎo)(Ti-PPLN)的制作.pdf

1、周期極化鈦擴(kuò)散近化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰光波導(dǎo)(Ti:PPLN)在全光波長變換器、中紅外激光光源以及THz輻射源等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文開展了近化學(xué)計(jì)量比Ti:PPLN光波導(dǎo)的研究工作,涉及周期極化處理用高壓方波脈沖電源的改進(jìn)和液體電極極化裝置的研制以及富鋰氣相輸運(yùn)平衡(VTE)對鈮酸鋰晶體疇結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)一步完成了近化學(xué)計(jì)量比Ti:PPLN條型光波導(dǎo)的制作和表征工作。取得了如下一些研究結(jié)果:
　　1.完成了所購置的高壓直流電源

2、的改進(jìn)工作,以適應(yīng)于周期極化實(shí)驗(yàn)。改進(jìn)工作主要涉及可控信號(hào)發(fā)生器、光耦隔離電路和功率放大驅(qū)動(dòng)裝置的增設(shè),以實(shí)現(xiàn)高壓方波脈沖的輸出。還研制了液體電極極化裝置,包括電極夾具和外接極化電路。外接極化電路部分配備有示波器、高壓電表等監(jiān)測設(shè)備,可以實(shí)時(shí)監(jiān)控極化過程。
　　2.利用研制的極化系統(tǒng)研究了富鋰VTE處理時(shí)間和極化反轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系。本文以0.5mm厚Z切同成份鈮酸鋰晶體為樣品進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明富鋰VTE處理時(shí)間小于25h,疇反轉(zhuǎn)電

3、場隨VTE時(shí)間增加線性減小。在VTE處理達(dá)到30h后,疇反轉(zhuǎn)電場降低到最小值為4.0kV/mm。此外,還研究了富鋰VTE處理對鈮酸鋰晶體疇結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對樣品進(jìn)行足夠時(shí)間(大于30h)的富鋰VTE處理可以消除高溫?zé)崽幚砘蜮仈U(kuò)散過程所誘導(dǎo)的鈮酸鋰晶體+Z面淺層疇反轉(zhuǎn),此發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步優(yōu)化制作近化學(xué)計(jì)量比Ti:PPLN光波導(dǎo)的工藝流程提供了參考。
　　3.進(jìn)一步開展了近化學(xué)計(jì)量比Ti:PPLN條型光波導(dǎo)的制作和表征工作。以0.5m

4、m厚Z切同成份鈮酸鋰晶片為基底,經(jīng)光刻,鈦金屬膜鍍制,剝離,鈦擴(kuò)散,富鋰VTE工藝過程和周期極化處理,制作出了極化周期為160μm,初始鈦條寬度7μm,長度為15mm的近化學(xué)計(jì)量比Ti:PPLN條型光波導(dǎo)。并對近化學(xué)計(jì)量比Ti:PPLN條型光波導(dǎo)的組份和導(dǎo)波性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:波導(dǎo)層組份近似為化學(xué)計(jì)量比,且極化過程除增加了光波導(dǎo)的損耗并未顯著影響其它導(dǎo)波性能。極化過程所引起的光波導(dǎo)損耗的增加歸因于不完美的疇結(jié)構(gòu)。然后采用腐蝕方法對