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。     

用光栅耦合器测量波导薄膜参数的一种方法

本文研究了用光栅耦合器测量波导薄膜参数的新方法。我们对在F1玻璃衬底上真空蒸发制作的硫化锌薄膜和在K9玻璃衬底上浸涂法制作的环氧树脂薄膜的参数进行了测量。采用的光栅周期分别为1200mm~(-1)、1800mm~(-1)和2400mm~(-1)。测量结果表明:薄膜波导模式有效折射率观测值m与计算值N_m符合得较好。计算测量有效折射率M和薄膜折射率n_f的精度高于0.1％,计算测量薄膜厚度的相对精度△W/W为2.8～0.1％。我们认为,在导波光学和半导体工艺中,光栅耦合器和棱镜耦合器一样,是快速而精确地测定波导薄膜参数的有效方法。而且,光栅耦合器尚且有它自己的特点。最后还简要地讨论了带有光栅结构的棱镜耦合器。     

临界角法测量棱镜折射率

<正> 一、引言在研究波导时,通常使用棱镜底部消失波来激励薄膜中的波。利用进入薄膜波导中耦合光的性质来测量薄膜折射率和厚度。由于这两个薄膜参数的测量误差主要取决于棱镜的折射角和材料折射率的测量精度,因此,必须精确地测量这两个量。理想的情况是棱镜折射率应当比薄膜的折射率高,因此,通常使用折射率很高的材料。由于在所研究的波导中光束直径一般只有零点几毫米,所以棱镜的表面面积总共也只有几平方毫米,这样,给精确测量棱镜造成了困难。     

棱镜耦合法测量聚合物薄膜波导的参数

通过棱镜耦合方法测量了聚合物薄膜构成的三层平板介质波导不同阶导模下的有效折射率,通过计算机编程解光波导的色散方程,得出了介质薄膜的折射率和厚度.     

新型杂萘联苯型聚芳醚砜硐聚合物光子材料成膜和光学特性

对新型聚合物光子材料杂萘联苯型聚芳醚砜硐(PPESK)波导薄膜的成膜工艺进行了系统的研究。分析了溶剂吸水性对成膜质量的影响,并通过氮气保护的方法获得了具有良好均一性的波导薄膜,其厚度一致性可优于1%,折射率一致性优于0.03%。采用棱镜耦合技术测量分析了PPESK波导薄膜的折射率、双折射、热光系数等光学特性,测量得到该材料在1310 nm波长处的损耗小于0.24 dB/cm,在1550 nm波长处的损耗小于0.52 dB/cm,表明该材料是一类性能良好的聚合物光子材料。     

厚二氧化硅光波导薄膜制备及其特性分析

以硅烷和氧化二氮作为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术，不使用掺杂，在单晶硅衬底上制备了用于平面光波导的二氧化硅薄膜。研究了薄膜折射率和淀积速率与工艺参量之间的关系，通过棱镜耦合仪、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜等测试手段，分析了薄膜的结构和光学特性。结果表明，实验能快速生长厚二氧化硅薄膜，薄膜表面平整，颗粒度均匀，同时薄膜具有折射率精确可控和红外透射性能好的特点，非常适合制作光波导器件。     

棱镜耦合法测量掺杂波导模折射率中的误差分析

讨论了棱镜耦合法测量离子交换掺Er-Yb平面光波导中传播模式的模折射率实验中的误差与不确定度,模折射率误差由耦合棱镜折射率与底角及同步入射角误差决定，得出了测量模折射率不确定度的传递公式,作为实例．用Ag^＋-Na^＋离子交换技术,在285℃下交换15min．得到了Er-Yb共掺磷酸盐玻璃平面波导，给出了波导模折射率（@632．8nm）及不确定度。     

极化聚合物薄膜取向有序度及极化寿命的表征

研究了极化聚事物薄膜波导的退极化过程,提出了表征极化聚合物薄膜取向有序度和极化寿命的集成光学方法。采用集成光学中的棱镜耦合技术,测量极化前后聚合物薄膜光波导的各向异性有效折射率。通过求解各向异性介质光波导的模式本征方程,得到波导极化前后寻常光和非寻常光折射率的变化及其随时间衰减,进而得到取向有序度随时间的变化曲线。采用复合指数函数模型进行最小二乘曲线拟合,进而推测其极化寿命。实验中以键合型ＤＡＮＳ     

用光辐照法在SBN:Cr晶体中写入动态阵列平面光波导

利用扩展的准直He-Ne激光束通过菲涅耳双棱镜所形成的干涉光场辐照SBN:Cr晶体， 同时沿晶体光轴方向施加适当的直流电场，可在晶体中形成类似于体相位光栅结构的阵列平 面光波导. 采用马赫-曾德干涉仪光路实时测量了所写入阵列平面光波导的横向折射率分布 ，其峰值接近10-4. 初步的导光测试结果表明，利用周期结构光辐照并辅以适当的外加电场在SBN:Cr晶体中写入阵列平面光波导是可行的. 并且由于SBN:Cr晶体的快速响应特性，所写入的光波导是动态的，可随着写入光的撤除而快速消失，或通过改变双光束夹角 关键词： SBN:Cr晶体 结构光辐照 阵列平面光波导 折射率分布 外电场     

K9玻璃薄膜对离子交换磷酸盐玻璃波导表面保护的优化研究

采用镀K9玻璃薄膜方法来解决离子交换掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀问题,对K9玻璃薄膜的厚度进行了优化研究。测量分析了样品的荧光光谱和荧光寿命,采用光学显微镜和棱镜耦合技术对不同K9玻璃薄膜厚度下制备波导的表面形貌和导光特性进行了表征和测试。结果表明,与掺铒磷酸盐玻璃原材料相比,镀K9玻璃薄膜后荧光光谱保持不变,荧光寿命稍有下降(约0.2 ms);K9玻璃薄膜的厚度在60~80 nm的范围内保护效果最佳。为下一步制备掺铒有源玻璃光波导器件奠定了良好的实验基础。