论文部分内容阅读
在离子交换工艺中,Ag~+/Na~+离子交换技术是一种比较成熟的离子交换技术,是制备光学器件的最主要方法之一,用它制备出的波导的表面折射率相比于其它方法较大,而且技术相对成熟。Cu~+/Na~+离子交换技术是一种发展较晚的玻璃波导制备技术,制备出的光学器件有较好的非线性光学和蓝绿发光特性。本文首先采用高温热离子交换法,分别通过Ag~+/Na~+、Cu~+/Na~+离子交换技术制备出了BK7玻璃平面波导,然后用棱镜耦合法和反WKB法,将波导的有效折射率分别进行高斯拟合、指数拟合、余方差函数拟合,最终得到了波导的TE、TM模的折射率分布曲线。通过折射率分布曲线对这两种离子交换方式得到的波导的表面折射率和扩散深度这两个参数进行分析和讨论。由于Cu~+/Na~+离子交换温度太高,扩散速度太快,实验中很难掌握交换时间,从而带来很大误差。为此,我们首先采用Ag~+/Na~+离子交换来消耗一部分Na~+,然后再进行Cu~+/Na~+离子交换,通过二次离子交换,这样就得到了复合型光波导。同样,利用棱镜耦合法和反WKB法得到了复合波导的有效折射率分布曲线。通过对Ag~+/Na~+、Cu~+/Na~+和先Ag~+/Na~+,后Cu~+/Na~+这三种离子交换方式得到的波导的表面折射率和扩散深度这两个参数进行分析和讨论,我们发现复合波导不仅具有Ag~+/Na~+离子交换高折射的特点,而且比起只Cu~+/Na~+离子交换制备的波导在扩散深度上也是大大降低。随后,对Ag~+/Na~+离子交换制备出波导的折射率分布曲线做分析,得到了Ag~+的色散曲线,并通过色散曲线制备出了单模平面波导,并对制备出的单模平面波导加以验证。最后,对二次离子交换得到的复合波导的发光特性进行了研究,发现复合波导同样具有Cu~+离子的蓝绿发光特性。