MgO:LiNbO_3与LiNbO_3质子交换光波导光学及结构特征的比较

利用退火的质子交换法在MgO :LiNbO3和LiNbO3两种材料上制作了光波导 ,得到了质子交换的扩散特性以及光波导折射率分布的退火规律 .通过x射线衍射和OH- 红外吸收谱方法研究了MgO :LiNbO3和LiNbO3质子交换光波导的结构特征及其与退火参数的关系 ,对MgO :LiNbO3和LiNbO3光波导光学和结构特征的结果进行了分析和比较     

MgO:LiNb0.3与LiNb0.3质子交换光波导光学及结构特征的比较

利用退火的质子交换法在MgO:LiNbO.3和LiNbO.3两种材料上制作了光波导，得到了质子交换的扩散特性以及光波导折射率分布的退火规律．通过x射线衍射和OH-红外吸收谱方法研究了 MgO:LiNbO.3和LiNbO.3质子交换光波导的结构特征及其与退火参数的关系，对MgO :LiNbO.3和LiNbO.3光波导光学和结构特征的结果进行了分析和比较． 关键词： 退火质子交换光波导 晶格结构 x射线衍射 红外吸收     

气相质子交换LiTaO3光波导及其特性

本文利用苯甲酸气相质子交换技术制备了LiTaO3光波导，测量了Z-切LiTaO3光波导的参数（交换深度d和表面折射率增量△nc）和X-切LiTaO3光波导的红外吸收谱，给出了光波导层的折射率分布，并与液相质子交换热退火光波导的结果进行了比较。实验结果表明：非寻常折射率分布与热退火液相质子交换方法制备的LiTaO3光波导基本相近，但表面非寻常折射率增量（△nc）更大，其折射率分布更接近于高斯型。     

Z切LiNbO3晶体中退火质子交换光波导特性的研究

系统地研究Ｚ切ＬｉＮｂＯ３晶体中质子交换波导和退火质子交换波导的特性,得到了质子交换过程中的扩散常数和激活能。发现了质子交换波导的折射率呈线性阶跃型的折射率分布。通过连续退火,波导的折射率分布由线性阶跃型向高斯型过渡。退火可分为两个阶段,波导深度的增加在第一阶段随退火时间成指数关系,第二阶段与退火时间的平方根成线性关系。     

X切H:LiNbO3光波导的工艺仿真研究

对于X切H:LiNbO₃光波导,在532 nm和1310 nm波长下,用棱镜耦合器进行了工艺仿真研究.对于在150℃,180℃和200℃用苯甲酸质子交换的光波导,分别求得交换厚度与交换时间的关系曲线,在此基础上给出质子交换的扩散系数与交换温度的关系曲线.对于在180℃质子交换并在350℃退火的光波导,给出以交换时间(交换厚度）为参变量的表面折射率增量、有效厚度与退火时间的关系曲线.研究结果可供低损耗α相单模波导的设计和制备做参考.     

质子交换LiTaO3光波导特性及晶格常数变化

采用气相质子交换方法,在Z－切LiTaO3晶体表面制备平面光滑波导层。样品制备采用245℃苯甲酸气体,在LiTaO3晶体在－C和＋C表面交换8－20小时。质子交换层在LiTaO3表面形成,并用棱镜耦合测量波导样品。然后在HF：HNO3酸中用化学方法腐蚀波导层,并用电子显微镜观测光波导层与补底界面的形貌。用X射线衍射法,测量LiTaO3质子交换光波层的晶格常数变化。用双晶X射线测量质子交换（PE）和退火质子交换（APE）波导层晶格常数的变化。样品的X射线衍射曲线表明,PE和APE波导晶格常数的变化不同。实验中,还测量了有无极畴反转LiTaO3晶格常数的改变。     

X切H∶LiNbO_3光波导的工艺仿真研究

对于X切H∶LiNbO3光波导,在532nm和1310nm波长下,用棱镜耦合器进行了工艺仿真研究.对于在150℃,180℃和200℃用苯甲酸质子交换的光波导,分别求得交换厚度与交换时间的关系曲线,在此基础上给出质子交换的扩散系数与交换温度的关系曲线.对于在180℃质子交换并在350℃退火的光波导,给出以交换时间(交换厚度)为参变量的表面折射率增量、有效厚度与退火时间的关系曲线.研究结果可供低损耗α相单模波导的设计和制备做参考.     

集成光学

集成光学、波导理论TN2522007032549质子交换LiNbO3光波导的特性研究=Study on character-istics of proton-exchanged Li NbO3optical waveguides byX-ray diffraction and infrared absorption spectroscopy[刊,中]/符运良(海南师范学院物理系.海南,海口(571158)),何猛雄…//光谱学与光谱分析.?2006,26(12).?2346-2349采用X射线衍射谱法和红外吸收光谱法对质子交换和退火质子交换Li NbO3光波导的特性进行了研究。研究结果表明,在Li NbO3晶体衬底X射线衍射主峰的左侧出现质子交换Li NbO3光波导的伴峰,则质子交换使光波导层Li1-xH…     

质子交换LiNbO3光波导的特性研究

采用X射线衍射谱法和红外吸收光谱法对质子交换和退火质子交换LiNbO3光波导的特性进行了研究.研究结果表明:在LiNbO3晶体衬底X射线衍射主峰的左侧出现质子交换LiNbO3光波导的伴峰,则质子交换使光波导层Li1-xHxNbO3的晶格常数比衬底的晶格常数稍大,产生垂直于表面的应变,波导经过退火后,伴峰向主峰靠近,应变减少.质子交换波导中的OH-基团的红外吸收光谱在3 500和3 300 cm-1处存在特征峰,波导经过退火后,3 300 cm-1处的特征峰基本消失,而3 500 cm-1处的吸收强度基本不变.实验还表明,OH-在3 500 cm-1处吸收带的积分面积基本与交换时间的开方呈正比例关系.     

LiNbO_3:Fe晶体中光写入平面光波导的导光特性研究

从光折变效应的单中心模型和载流子的光伏迁移机理出发给出了高斯片光在LiNbO3:Fe晶体中导致的折射率变化分布的解析表达式 .利用片光以“三明治”辐照方式在LiNbO3:Fe晶体中写入了平面光波导结构 .用切片干涉法测量了波导区的折射率分布 ,并对波导进行了简单的导光测试 .根据射线方程以及波导的折射率分布对光写入波导的导光特性进行了模拟计算分析 .研究结果表明 ,在LiNbO3:Fe晶体中光写入光波导是可行的     

Characterization of Annealed, Proton Exchange Optical Waveguides in Y-cut MgO:LiNbO3 Crystal

It is reported the results of a systematic study on planar waveguides fabricated in Y-cut MgO:LiNbO3 crystal. The index profile of the as-exchanged waveguide can be modeled as a step-like one. It is deduced the diffusion coefficient and the activation energy for the proton exchange process. The surface index increases Δne of around 0.127 after proton exchange can be reduced by post thermal annealing. The effects of the annealing on the index profile and guide depth were found not as fast as it does on a pure LiNbO3 crystal.     

Characterization of Annealed, Proton Exchange Optical Waveguides in Y-cut MgO∶LiNbO3 Crystal

It is reported the results of a systematic study on planar waveguides fabricated in Y-cut MgO∶LiNbO3 crystal. The index profile of the as-exchanged waveguide can be modeled as a step-like one. It is deduced the diffusion coefficient and the activation energy for the proton exchange process. The surface index increases Δne of around 0.127 after proton exchange can be reduced by post thermal annealing. The effects of the annealing on the index profile and guide depth were found not as fast as it does on a pure LiNbO3 crystal.     

Zn：LiNbO3晶体倍频性能的研究

在ＬｉＮｂＯ３晶体中掺入ＺｎＯ，生长ＺｎＯ：ＬｉＮｂＯ３晶体，当ＺｎＯ的掺入浓度高于６ｍｏｌ％时，晶体的抗光损伤能力提高两个数量级，与高掺Ｍｇｏ相似。Ｚｎ：ＬｉＮｂＯ３的倍频转换效率可达５０％左右，高于Ｍｇ；ＬｉＮｂＯ３。本文对Ｚｎ：ＬｉＮｂＯ３晶体中Ｚｎ＾２＋离子占痊以及抗光损伤增强机理进行了初步探讨。     

准相位匹配周期极化掺镁铌酸锂490 nm倍频连续输出

在室温下通过外加电场极化法,首次用较低的极化开关电场～5.5 kV/mm,在厚为1 mm、长为20 mm、宽为18 mm的掺镁铌酸锂基片上成功的制备了周期为4.8～5.2 μm的一阶准相位匹配倍频光学微结构;并在室温下,以波长为980 nm的半导体激光器为基频光源,对所研制的微结构样品进行倍频通光实验,在入射基频光为800 mW时,产生约40 mW的490 nm的倍频光,其对应转换效率为5%,实验过程中未见绿致吸收光折变现象.     

Room-temperature, continuous-wave 1-W green power by single-pass frequency doubling in a bulk periodically poled MgO:LiNbO3 crystal

Continuous-wave high-power green light generation at room temperature is reported in a single-pass frequency-doubling configuration with bulk periodically poled MgO:LiNbO3 crystal placed outside a diode end-pumped Nd:GdVO4 laser. The MgO:LiNbO3 samples of 6.95-microm domain period, uniform periodicity, and 50% duty cycle along the entire crystal length are fabricated by use of a high-voltage multipulse poling method. A maximum power of 1.18 W at 531 nm with 16.8% conversion efficiency is obtained from a 2-mm-thick, 25-mm-long MgO:LiNbO3 crystal; the corresponding internal green power and conversion efficiency are 1.38 W and 19.6%, respectively, whereas the normalized conversion efficiency is 3.3%/W.     

富锂气相输运平衡对MgO∶LiNbO3晶体表面折射率的影响

研究了富锂气相输运平衡(VTE)对同成分MgO∶LiNbO3晶片表面折射率的影响.VTE结果使晶体Mg浓度发生变化对其表面寻常光折射率no影响很大,包括随VTE时间的变化趋势和折射率变化幅度;同时Li浓度的变化影响了表面异常光折射率ne,但幅度变化比no要小.     

用激活性非线性介质Nd：MgO：LiNbO3产生二次谐波

以Nd:MgO:LiNbO_3同时兼作激活介质和非线性光学材料,研究自倍频激光器。用小型氙灯泵浦,在室温下获得二次谐波激光(0.547μm) 阈值小于4.8'J,最大输出400μJ/shot,工作温度范围大于20℃～45℃,无光损伤。     

铟掺杂对Fe:LiNbO3晶体近红外光折变性能的影响

采用在Fe:LiNbO3中掺入了铟离子生长的双掺杂InFe:LiNbO3晶体,以波长为1064 nm的近红外会聚光束作为记录光源,通过数字观测装置,对比研究了铟离子掺入前后Fe:LiNbO3晶体和InFe:LiNbO3晶体的光折变性能。实验研究结果表明,铟离子掺入后晶体的光折变响应速度和抗光折变能力明显提高,饱和折射率变化量降低。初步分析认为,InFe:LiNbO3晶体光折变性能的增强是由于掺入的铟离子取代了部分光折变敏感中心,降低了光敏中心的数量,导致晶体光电导增大,响应时间随之缩短。