周期極化鈦擴散近化學計量比鈮酸鋰光波導(Ti-PPLN)的制作.pdf

1、周期極化鈦擴散近化學計量比鈮酸鋰光波導(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用前景。本論文開展了近化學計量比Ti:PPLN光波導的研究工作,涉及周期極化處理用高壓方波脈沖電源的改進和液體電極極化裝置的研制以及富鋰氣相輸運平衡(VTE)對鈮酸鋰晶體疇結構的影響,進一步完成了近化學計量比Ti:PPLN條型光波導的制作和表征工作。取得了如下一些研究結果:
　　1.完成了所購置的高壓直流電源

2、的改進工作,以適應于周期極化實驗。改進工作主要涉及可控信號發(fā)生器、光耦隔離電路和功率放大驅動裝置的增設,以實現(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)測設備,可以實時監(jiān)控極化過程。
　　2.利用研制的極化系統(tǒng)研究了富鋰VTE處理時間和極化反轉電壓的關系。本文以0.5mm厚Z切同成份鈮酸鋰晶體為樣品進行研究。研究結果表明富鋰VTE處理時間小于25h,疇反轉電

3、場隨VTE時間增加線性減小。在VTE處理達到30h后,疇反轉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構的影響。實驗發(fā)現(xiàn)對樣品進行足夠時間(大于30h)的富鋰VTE處理可以消除高溫熱處理或鈦擴散過程所誘導的鈮酸鋰晶體+Z面淺層疇反轉,此發(fā)現(xiàn)為進一步優(yōu)化制作近化學計量比Ti:PPLN光波導的工藝流程提供了參考。
　　3.進一步開展了近化學計量比Ti:PPLN條型光波導的制作和表征工作。以0.5m

4、m厚Z切同成份鈮酸鋰晶片為基底,經光刻,鈦金屬膜鍍制,剝離,鈦擴散,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的近化學計量比Ti:PPLN條型光波導。并對近化學計量比Ti:PPLN條型光波導的組份和導波性能進行了表征。結果表明:波導層組份近似為化學計量比,且極化過程除增加了光波導的損耗并未顯著影響其它導波性能。極化過程所引起的光波導損耗的增加歸因于不完美的疇結構。然后采用腐蝕方法對