基于光刻的長周期及高階Bragg波導(dǎo)光柵的研究.pdf

1、隨著以波導(dǎo)光柵為代表的集成光器件的應(yīng)用，人們對于波導(dǎo)光柵的研究愈發(fā)廣泛。波導(dǎo)光柵可以在LiNbO3晶體，聚合物，玻璃等多種材料上制備出來，其結(jié)構(gòu)設(shè)計多樣。目前常見的制作工藝包括：紫外光刻（UV），電子束刻蝕（EBL），聚焦離子束刻蝕（FIB），雙光束干涉等。LiNbO3晶體自身具有電光效應(yīng)，因而選用LiNbO3晶體作為襯底制備而成的波導(dǎo)光柵可實現(xiàn)電控調(diào)諧。
　　本文以x切LiNbO3晶體作為襯底，通過光刻及鈦擴(kuò)散工藝制作出二次鈦擴(kuò)

2、散長周期波導(dǎo)光柵。提出利用LiNbO3波導(dǎo)制備工藝一次性制備的長周期波導(dǎo)光柵及高階Bragg波導(dǎo)光柵結(jié)構(gòu)，并運用光刻及退火質(zhì)子交換工藝一次性制作出長周期及高階Bragg波導(dǎo)光柵。具體工作內(nèi)容如下：
　　第一，對二次鈦擴(kuò)散長周期波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)及特性進(jìn)行研究。理論上分析了光柵柵長及光柵周期的變化對透射譜特性的影響。耦合系數(shù)一定時，柵長增加，零值帶寬減小，光柵透射率先減小后增大。完全耦合時，透射率最小，且周期越大，中心波長越大。實驗上利

3、用光刻及鈦擴(kuò)散工藝在LiNbO3單模波導(dǎo)上制作了周期為420微米的二次鈦擴(kuò)散長周期波導(dǎo)光柵，并對光柵透射譜的測量進(jìn)行了探究。
　　第二，提出利用LiNbO3波導(dǎo)制備工藝一次性制備的長周期波導(dǎo)光柵結(jié)構(gòu)。理論上分析了波導(dǎo)寬度差、光柵柵區(qū)傾角的變化對透射譜特性的影響。隨著波導(dǎo)寬度差增大，零值帶寬減小，透射率呈現(xiàn)周期性變化。隨著柵區(qū)傾角減小，零值帶寬減小幅度變緩，透射率變化的周期變大。實驗上利用光刻及退火質(zhì)子交換工藝在LiNbO3晶片上一

4、次性制作出周期為百微米量級的長周期波導(dǎo)光柵，并對光柵透射譜的測量進(jìn)行了探究。
　　第三，提出利用LiNbO3波導(dǎo)制備工藝一次性制備的高階可調(diào)諧Bragg波導(dǎo)光柵結(jié)構(gòu)。理論上分析了占空比，波導(dǎo)寬度差，柵區(qū)傾角，外加電壓等參數(shù)的變化對光柵反射譜的影響。隨著占空比增大，折射率調(diào)制度呈現(xiàn)周期性變化。在最佳占空比下，波導(dǎo)寬度差增大，最大反射率及零值帶寬均增大，中心波長向長波方向偏移。隨著柵區(qū)傾角的減小，最大反射率及零值帶寬增量幅度減小，中心