集成光学 光波导材料与制备

TN2522006054304As2S8玻璃条形波导的光激励法制备技术研究=Study onAs2S8glass stripe waveguide fabrication using illumination[刊,中]/邹林儿(上海理工大学光电学院.上海(200093)),陈抱雪…//光学学报.—2006,26(7).—1043-1047为了在As2S8薄膜中制备条形波导,实验研究了As2S8薄膜光致折射率变化和密度变化的现象,采用棱镜耦合、X线衍射和远红外反射光谱等测试技术,确认了As2S8薄膜经紫外光辐照后薄膜密度增高、折射率增大的现象。采用可见光吸收谱测试技术,确认了经紫外光辐照的As2S8薄膜不发生黑化现象。在归纳了实验规律的基…     

非晶态As2S8半导体薄膜的光致结构变化效应研究

实验研究了非晶态As2S8半导体薄膜在光照、退火-光照和退火-光照-退火-光照关连作用下的光折变效应及淀积态与退火态两种膜系光致体积变化现象.采用棱镜耦合技术、Raman光谱和X线衍射测试技术,确认了As2S8薄膜经紫外光辐照后薄膜密度增高、折射率增大的现象.实验表明,淀积态As2S8薄膜经紫外光照后,折射率变化的最大增量可达到0.06,而退火态As2S8薄膜经紫外光照射后,其折射率最大变化比前者要小一个数量级,约为0.005 7.淀积态和退火态两种膜系紫外光照后,体积缩小,这与As2S3非晶态薄膜的情况不同,体积变化率分别为－3.5%和－2.1%.实验还显示,退火态的As2S8薄膜存在折射率完全可逆现象.     

光折变法制备的As2S8条形波导的光阻断效应

实验研究了As2S8薄膜光折变现象.提出并采用紫外光激励的方法试制了As2S8条形波导,导模激励显示该波导具有良好的导波特性.在此基础上,考察了As2S8条波导的光阻断效应,实现了光-光效应的开关功能.     

掺锡As2S8薄膜光折变效应及其在条波导制备中的应用研究

实验研究了Sn1As20S79非晶态半导体薄膜的光折变效应及其膜厚变化的现象,归纳了沉积态样品、退火态样品和光饱和态样品的实验规律,提出和采用紫外光激励的方法试制了Sn1As20S79条形波导,632.8 nm波长导模激励显示该波导具有良好的导波特性.     

非晶态As_2S_8半导体薄膜的光激励现象的研究及应用

实验研究了非晶态As2S8半导体薄膜在紫外汞灯和He_Cd激光照射下的光诱导现象,证实了光照射后的As2S8薄膜的折射率增大,体积缩小,可见光吸收谱的吸收带蓝移。在此基础上,应用光折变效应试制了As2S8条波导,观测到As2S8条波导的光阻断效应,实现了光_光效应的开关功能。     

极化聚合物薄膜波导的光学特性

叙述了键合型ＤＡＮＳ聚合物薄膜波导的制备和极化过程。应用集成光学中的棱镜耦合技术,对ＤＮＡＳ聚合物薄膜波导极化前后以及紫外光照射前后的光学特性分别进行了表征。实验结果表明,极化后波导非寻常光折射率明显增大而波导寻常光折射率减小;经过紫外光照射后,波导折射率降低约０．０２。     

紫外光辐照对TiO2薄膜光学性能的影响

 采用电子束热蒸发技术在不同工艺下制备了TiO2薄膜,利用椭偏仪和分光光度计研究了紫外光辐照后薄膜光学特性的变化。实验结果表明：不同工艺下制备的TiO2薄膜经相同条件的紫外光辐照后,其折射率均有所下降,折射率的变化量随着沉积速率上升、基底温度上升、工作真空度下降分别有增大的趋势。薄膜的透射率在紫外光辐照后有一定下降。相同工艺条件下制备的TiO2薄膜,其折射率随着辐照时间的增加,先迅速降低,随后又有所增加,但均低于辐照前薄膜的折射率。     

非扫描衰减全反射探测法监控光漂白过程

提出了一种基于衰减全反射原理的实时探测方法。其实验框架由半导体激光器、空间滤波器、聚焦透镜、耦合棱镜、CCD接受装置等组成。激光束先经空间滤波器扩束，再由透镜聚焦，以一定角宽度的光束聚焦于耦合棱镜底面，由于棱镜底面的波导结构，在反射光斑中会出现若干条吸收峰，即显示出标志波导模式的一组黑线，若外界条件变化时(如紫外光照射、电极化等)，波导薄膜某些参量会受外界条件的变化而变化，表现为黑线的移动，可根据黑线的移动量，精确测量每一时刻波导薄膜的折射率和膜厚等参量。利用这种技术，可以广泛地用于条波导制作、镀膜监控、薄膜极化监控、工业气体浓度监控等领域。     

光折变法制备的As2S8条形波导的光阻断效应

实验研究了As₂S₈薄膜光折变现象.提出并采用紫外光激励的方法试制了As₂S₈条形波导，导模激励显示该波导具有良好的导波特性.在此基础上，考察了As₂S₈条波导的光阻断效应，实现了光-光效应的开关功能. 关键词： 光波导技术 2S₈条形波导')" href="#">As₂S₈条形波导 光阻断效应 光激励法     

基于掺锡As2S8条波导的全光逻辑门研究

实验研究了掺锡As2S8条波导的光阻断效应,提出一种新型的基于掺锡As2S8波导的全光逻辑门方案,并试制了掺锡As2S8条波导全光逻辑门,实验结果显示该逻辑门具有良好的波形特性,表明该材料适合做全光逻辑门,具有一定的应用潜力.     

光波导技术同步测量棱镜及波导薄膜参数

依据全反射理论和棱镜耦合原理,实现了对棱镜折射率及波导薄膜材料折射率和厚度的同步测量。使用高准直半导体激光器激光入射到棱镜内部与波导膜的分界面上,逐步旋转棱镜或改变棱镜的入射角,得到棱镜耦合M线,曲线前面几组的波谷为波导模激发,在M线左侧收尾处有一个不完整波峰,其反射光强随入射角迅速衰减,为全反射时的临界点,由此可实现棱镜及波导薄膜参数的同步测量;用此法测量了棱镜耦合一体化平面波导棱镜的折射率和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物波导薄膜的折射率和厚度。测量棱镜折射率精度为±1.9×10-4,波导薄膜折射率和厚度的精度分别为±6.2×10-4 μm和±1.6×10-2 μm。     

电光聚合物波导中的锥形结构

提出并设计了一种基于电光聚合物的锥形波导,可用于单模光纤与电光聚合物波导器件之间的连接.锥形波导中采用了宽度锥形和折射率锥形结构.宽度锥形采用劈形形状,通过宽度和折射率的缓慢变化实现模场转换.劈形形状的宽度锥形具有较小的损耗且易于制作,折射率锥形可采用灰度掩膜光刻技术制作.研究了锥形波导的传输损耗与锥形波导的长度、波导宽度和厚度、材料吸收损耗等参数的关系及其优化,分析了锥形波导中的功率传输、模场分布与模式转换效率.结果显示锥形波导的传输损耗小于0.37 dB,光纤-波导-光纤的连接损耗优于1.62 dB,对插入损耗的改善达到8.78 dB,模场转换效率达到了83.7%.     

利用泄漏波导测量低折射率薄膜的折射率和厚度

根据泄漏波导原理对K_9玻璃基板上的冰晶石薄膜进行折射率测量,达到的精度为1×10~(-4),与真实波导的情况相似。文中讨论了利用添加高折射率薄层减小待测薄膜的最小厚度的可能性。文中还利用光电方法观察反射光中暗条纹的方法判别波导的激发,并测出了冰晶石薄膜在4500到6500范围内的折射率。     

TE0导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究

通过棱镜耦合激发非对称金属包覆介质波导结构中的TE₀导波模式, 利用两束TE₀模的干涉从理论上实现了周期可调的亚波长光栅刻写. 分析了TE₀模式的色散关系, 刻写亚波长光栅的周期与激发光源、棱镜折射率、光刻胶薄膜厚度及折射率之间的关系. 用有限元方法数值模拟了金属薄膜、光刻胶薄膜和空气多层结构中TE₀导模的干涉场分布. 研究发现, 激发光源波长越短, TE₀ 模干涉刻写的亚波长光栅周期越小; 光刻胶越厚, 刻写的亚波长光栅周期越小; 高折射率光刻胶有利于更小周期亚波长光栅的刻写. 相较于表面等离子体干涉光刻, 基于TE₀ 模的干涉可在厚光刻胶条件下通过改变激发光源、棱镜折射率、光刻胶材料折射率、特别是光刻胶薄膜的厚度等多种方式实现对亚波长光栅周期的有效调控.     

基于耦合介质纳米线的深亚波长局域波导

提出了一种基于耦合介质纳米线的深亚波长局域波导,通过两根紧邻的高折射率介质纳米线的耦合,该波导可以将光场有效束缚在纳米线之间的低折射率纳米缝隙中. 计算模拟的结果表明,该波导的有效模场面积达到Λ²₀/200,比单根纳米线波导小一个数量级,这种深亚波长的模场束缚能力可以与表面等离激元混合波导相比拟. 计算模拟的结果还表明,纳米线可能带有的低折射率氧化膜、低折射率衬底的存在、以及纳米线间尺寸存在的一定差异对于该波导结构的实际应用都不会产生很大 关键词： 介质波导 亚波长局域 表面等离激元波导 纳米线     

一种全面测定平板波导折射率参数的新方法

本文通过对耦合棱镜中反射光束强度变化的测量，给出了平板波导的全部折射率参数，包括波导表面，波导模以及衬底的折射率，由此可以精确的得到平板波导的折射率分布，为波导的设计提供了可靠的参数。     

掺锡As2S8薄膜光折变效应及其在条波导制备中的应用研究

实验研究了Sn₁As₂₀S₇₉非晶态半导体薄膜的光折变效应及其膜厚变化的现象,归纳了沉积态样品、退火态样品和光饱和态样品的实验规律,提出和采用紫外光激励的方法试制了Sn₁As₂₀S₇₉条形波导,632.8 nm波长导模激励显示该波导具有良好的导波特性. 关键词： 光波导技术 硫属化合物玻璃 光阻断效应 光折变效应