一、高斯折射率分布Cu~+-Na~+离子交换玻璃波导的制备（论文文献综述）
蒋建光[1]（2020）在《玻璃基模斑转换器的研究》文中研究说明由于光纤与SOI（Silicon-on-insulator）波导之间存在巨大的模场失配,二者直接进行端面耦合时的损耗非常高,需要通过模斑转换器（SSC,Spot Size Converters）来减小模场失配,从而降低耦合损耗。迄今研究者们提出了各种结构的硅基模斑转换器,包括:三维锥形模斑转换器、双层锥形模斑转换器、倒锥形模斑转换器和梯度折射率透镜型模斑转换器等,并且在离子交换玻璃基模斑转换器方面也进行了一些研究。玻璃基模斑转换器采用玻璃基离子交换光波导技术制作,具有工艺简单、成本低的独特优势。本论文针对玻璃基模斑转换器进行研究,主要内容如下:1.玻璃基离子交换过程的模拟:从通用的扩散方程出发,采用时域有限差分法（FDTD,Finite Difference Time Domain Method）对热离子交换、反交换和电场辅助离子迁移过程进行了模拟,求解波导的离子浓度分布和折射率分布,并采用RSoft仿真了离子交换窗口宽度和扩散深度对波导模场尺寸的影响。2.玻璃基表面型模斑转换器的设计、制备及表征:通过玻璃基离子交换光波导技术,设计和制备了不同尺寸的玻璃基表面型模斑转换器。测试结果显示玻璃基表面型模斑转换器引入的模斑转换损耗均在1.0d B以下。3.玻璃基模斑转换器的改进:提出了一种玻璃基分段式模斑转换器,通过多段玻璃基锥形波导芯片级联的方式,可以实现更大幅度的模斑尺寸缩减。
徐庆东[2]（2019）在《缓冲质子交换近化学计量比LiNbO3光波导的制备与表征》文中提出铌酸锂（LiNbO3,LN）晶体具备优良的电光,压电,非线性光学等性能,在可见光和近红外波段具有较低的传输损耗。与同成分铌酸锂（CLN）晶体相比,近化学计量比铌酸锂（NSLN）晶体表现出更强的电光和非线性效应以及较低的畴反转极化电压等优势。因此,本文首次利用质子交换法详细地研究了NSLN在不同条件下的扩散系数,建立了两种扩散机制;其次对质子交换后晶体腐蚀特性进行定性分析;最后采用缓冲质子交换和退火技术制备了NSLN条形光波导,并对条波导进行表征。本文工作为制作高质量的PPLN波导开辟了一条新的路径。本论文主要进行了以下几个方面的研究和探讨:一、采用Z切CLN晶体作为初始材料。使用VTE技术制备出NSLN晶体,将CLN晶体和NSLN晶体放入不同浓度（0%～3%）的交换液中在不同温度（210℃、225℃、245℃）下质子交换,接着部分样品在不同温度（300℃、360℃、376℃）下退火,制作了一系列平面光波导,使用棱镜耦合仪测量并用IWKB法拟合出相应的波导折射率分布,计算出交换和退火扩散系数。二、对NSLN晶体和CLN晶体扩散系数进行分析。结果表明CLN晶体中的退火扩散系数始终比NSLN晶体中的值大,而两种材料中交换扩散系数的大小关系要根据交换液浓度和交换温度而定。通过对比NSLN晶体和CLN晶体中交换和退火扩散系数的大小关系,总结出两种扩散机制:交换扩散机制和退火扩散机制,质子交换过程是这两种扩散机制共同作用下的结果。对质子交换后晶体放入混合酸中在不同时间（0～600min）下进行腐蚀,得到腐蚀特性结果,从而确定合适的交换液浓度、交换温度和时间、退火温度和时间来制作NSLN条形光波导。三、使用Z切CLN和NSLN晶体作为初始材料。采用磁控溅射在材料+Z面光刻制作出二氧化硅掩膜,然后在225℃下使用2.5%的缓冲液质子交换60h,再在320℃下退火20h得到8μm宽的条波导。对制备的条波导进行表征:首先利用Rsoft软件对1550nm波长下条波导近场模式进行仿真;其次搭建近场模式采集系统,对CLN和NSLN波导的近场模式进行了采集,得到沿宽度方向模场分布满足高斯分布,沿深度方向模场分布满足厄米高斯分布,与仿真结果相吻合;最后在1.2cm的波导长度下,计算出CLN和NSLN波导插入损耗分别为2.4d B和2.9d B,耦合损耗分别为0.39d B和0.41d B,得出CLN和NSLN条波导传输损耗分别为0.85d B/cm和1.23d B/cm,并且采用截断法对两种材料的传输损耗进行测试计算,得出CLN和NSLN条波导传输损耗分别为0.75d B/cm和1.25d B/cm。
陆锋,张俊生,黄刚,景宁[3]（2019）在《离子交换多模条形波导折射率分布及光传输特性研究》文中研究表明为明确光在离子交换制备的条形波导中的传输行为,建立了离子交换技术制备的折射率分布模型,在对离子交换过程理论分析的基础上,通过计算机仿真分析了波导的折射率分布特性,得到了此类型波导中的折射率分布沿纵向、横向分别分布呈高斯及高斯误差分布的结论,并对其受交换宽度、深度的影响进行了分析。据此建立波导模型,并通过有限元法对波导中光的模式进行计算,得到了不同折射率分布下光场模式传播,并对其特性进行了分析。此研究为通过离子交换技术制备渐变折射率波导及相关模分复用功能器件的设计工作提供了必要的参考依据。
丁悦[4]（2019）在《Ag+/Na+、Cu+/Na+二次离子交换BK7玻璃波导的特性研究》文中进行了进一步梳理在离子交换工艺中,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。
夏洪运[5]（2013）在《铜离子交换玻璃平面波导及其蓝绿发光特性研究》文中研究说明离子交换是制备玻璃光波导的重要技术。通过将玻璃衬底浸入熔融的盐中完成离子交换过程，熔盐中的阳离子（通常为银、钾、锂和铜离子等）取代玻璃中的阳离子（通常为钠及钾离子）。与银—钠和钾—钠等传统离子交换相比，铜离子交换过程不仅使被交换玻璃产生波导，同时还使其具有较强的蓝绿发光特性，使有源与无源器件集成在同一个芯片上成为可能，具有较好的应用前景。本文对铜离子交换玻璃基平面光波导及其蓝绿发光特性进行了研究。采用棱镜耦合法和反WKB法对波导的折射率分布进行了重构。通过求解扩散方程，得到扩散条件下的一价铜离子和二价铜离子浓度，同时对折射率改变的机理进行了分析。通过对一价铜离子及二价铜离子依照离子极化率进行加权，建立了离子浓度和折射率改变的关系模型。通过对模型拟合结果及误差分析，认为铜离子交换层折射率改变是由一价和二价铜离子共同作用的结果，二价铜离子对折射率改变的贡献不可忽略，并且，随着离子交换时间的增加，一价铜离子与二价铜离子之间的氧化还原过程将影响波导的折射率分布。对波导样品进行退火处理后，对退火前及退火后的波导样品的折射率分布及光致发光特性进行了对比分析。对波导进行退火处理后，波导折射率出现了表面折射率减小的趋势，即退火过程使得离子进行了再扩散，改变了离子的浓度分布，进而使折射率发生了改变。对退火前后的波导样品进行了室温下荧光光谱测试，结果表明，波导样品在退火前及退火后均出现较强的蓝绿发光特性（激发波长286nm，发光中心波长510nm附近），波导的制备条件（离子交换时间和温度）及退火过程（退火温度）都会对波导的光致发光特性产生影响，波导的发光强度随着制备时间的增加出现了先增强后减弱的趋势，退火将使发光强度增强，退火温度越高，增强越显着。
鲁庆[6]（2012）在《K-Na离子交换玻璃平面波导的制备及参数测定》文中研究说明在离子交换工艺中，K-Na离子交换技术以扩散速度比较小，容易控制，工艺重复性好，成本低廉，所制备的玻璃光波导传输损耗低、折射率及模场分布与光纤的匹配良好、易于集成，并且具有较高的双折射，在光通信和光学传感等应用领域有着非常广阔的前景。虽然大多数离子交换的研究都致力于实现掩埋型光波导，但是在离子交换玻璃光波导传感器方面的应用有时仍然需要非掩埋型光波导。离子交换制备波导的过程虽然简单，但对玻璃波导的参数测量以及质量评估却比较复杂，而且离子交换平面玻璃波导参数（如折射率分布和传输损耗等）的确定和了解是筛选衬底以及进一步设计与优化波导器件的基础。本文主要研究K－Na离子交换玻璃平面波导的制备及其参数的测定，首先对集成光学和波导材料及其制作工艺做了简单的介绍，然后阐述了离子交换过程以及折射率变化的原理，并阐述了波导的关键参数并对其进行表征。具体研究内容如下：1)K－Na离子交换玻璃平面波导的制备及单模波导折射率分布的确定在分析用离子交换技术制备的非掩埋型平面玻璃波导的折射率分布时，经常使用的是由White和Heidrich提出的反WKB方法，但用这种方法来确定渐变折射率平面波导折射率分布时一个非常重要的局限是波导模式个数应该为3个或3个以上，由于这个局限性使得该方法不能用来拟合单模波导折射率的分布。现有单模平面光波导折射率的分析方法，有的破坏波导结构；虽然有的方法不破坏光波导结构,但方法与实验条件却比较复杂，如所用的多波长法、光束干涉法以及匹配液法等。本文利用K-Na离子交换技术制备了Soda-lime玻璃平面多模波导，通过棱镜耦合技术得到了波导的有效折射率，用反WKB方法，分别用高斯分布，e指数分布和余误差分布三个函数拟合离子交换平面波导的TE和TM模的折射率分布，得出380℃温度下K-Na离子交换实验制备的玻璃平面波导的折射率分布符合高斯分布。通过所获得多模波导的折射率分布等相关数据，得到波导的色散曲线，从而得到制作单模波导的有效扩散深度范围，由多模波导的有效扩散深度利用扩散公式得出扩散系数，从而获得制作单模波导的离子交换时间范围，并制备出单模平面玻璃波导，通过求解WKB色散方程得出单模波导的折射率分布曲线，方法简单易懂，很好的填补了传统反WKB方法的不足。2)K－Na离子交换玻璃平面波导传输损耗特性的确定离子交换玻璃波导的传输损耗不仅与所选衬底的质量有关，同时也体现了波导制备工艺的好坏，对该参数的实时测量，对于评估光波导的质量和改善波导制备工艺都很重要，于是操作简单并且对波导没有破坏性的测量传输损耗的技术方法非常重要。已有的测量玻璃波导传输损耗的方法有末端耦合法、截断法、法布里－珀罗干涉法、滑动棱镜法和三棱镜耦合法等。这些波导传输损耗的测量方法除了有的具有破坏性外，且实验过程也都比较复杂。与这些方法相比，散射光法是一种非破坏性的传输损耗测试方法，并且随着数码照相技术的普及，该方法所用设备也越来越廉价，实验过程也相对比较简单。本文将采用普通数码照相机，通过对离子交换平面光波导的传输线进行数字成像，根据波导传输线上的光强度分布拟合出传输衰减曲线，计算出玻璃波导的传输损耗，该测量方法实验设备条件简单、易操作、且在不破坏玻璃波导结构的情况下，能够得出精度较高的测量结果。
刘春晓[7]（2012）在《离子注入光学玻璃光波导的制备和特性研究》文中研究指明波导作为信号传播的通道和器件的连接装置，是集成光学的基本组成单元，也是全光通信的基础，以其独特的性能、高集成化和规模生产的低成本，在各种光器件的制造中起着重要的作用。研究人员一直在探索有效的方法来制备具有优良性能的光波导。离子注入作为一种重要的材料改性方法，因其具有可控性好、对材料的选择性较少和注入温度可调等优点，已经发展成为制备光波导的重要手段。在离子注入过程中，注入离子通过与材料的相互作用传递自己的能量，造成核能量损失和电子能量损失。该能量损失将导致衬底材料的结构发生畸变，引起注入区材料的折射率发生改变，在离子注入末端形成折射率降低的光学位垒，或者注入诱导产生折射率增强势阱。通过光学位垒和增强势阱对光传输进行限制，形成波导结构。因此，可以通过控制注入离子的种类、能量和剂量等条件及后期的退火处理等手段来制备出具有应用价值的光波导。离子注入技术按照注入离子的原子质量大致分为轻离子注入和重离子注入两种方式。其中，轻离子注入的离子包括质子和氦离子；而重离子则主要有C2+、O3+和Si2+等原子质量较大的离子。一般来说，轻离子注入对材料的扰动较小，但是其注入剂量较大，成本较高。重离子注入的剂量则相对较低，对于某些特定的材料，形成有效波导结构所需的离子剂量仅为1013ions/cm2量级。条形光波导是波导耦合器、波导调制器、波导开关以及波导激光器等无源和有源器件的基础。探讨离子注入条形波导的制备不但是光波导应用研究的基础，还可以拓展核技术在光电子领域中的应用。本论文主要研究离子注入方法在掺镱硅酸盐玻璃(Yb3+-doped silicateglasses)、铒镱共掺硅酸盐玻璃(Er3+/Yb3+co-doped silicate glasses)、掺镱磷酸盐玻璃(Yb3+-doped phosphate glasses)和掺钕磷酸盐玻璃（Nd3+-doped phosphateglasses）等光学玻璃表面形成光波导。利用棱镜耦合法测量了所制备光波导的暗模特性；使用端面耦合法测试了光波导的近场光强分布和光波导的传输损耗；通过反射计算方法（reflectivity calculation method, RCM）和强度计算法（Intensitycalculation method, ICM）拟合了平面光波导的折射率分布，并对折射率的改变机理进行了研究；对比了部分样品在注入前后的透过光谱和微荧光光谱，探讨了离子注入波导制备方法对基质材料的光学性质造成的影响；在掺镱硅酸盐玻璃上利用离子注入方法结合光刻技术形成了条形光波导。主要研究工作如下：掺镱硅酸盐玻璃有较宽的吸收光谱（8501100nm）和荧光光谱（9001200nm）,可作为飞秒超短脉冲激光和可调谐激光的工作物质；其储能效率高，荧光寿命长，在半导体列阵泵浦的高功率激光装置中具有巨大的应用潜力。另外，与掺镱的磷酸盐和硼酸盐玻璃相比，掺镱硅酸盐玻璃也有其突出的特点，例如物理化学性质稳定，能与石英光纤有效的耦合等。（1）本论文利用能量是（470.0+500.0）keV、剂量为（1.0+2.0）×1016ions/cm2的H+离子注入掺镱硅酸盐玻璃形成了折射率增加型的平面光波导。在射程的末端，用“离子交换”原理结合损伤机制探讨了折射率光学位垒的形成原因，并指出适当地调控氢离子的剂量能够优化增益介质光波导的激光性能。（2）利用能量（450.0+500.0+550.0）keV、剂量（2.0+2.0+2.0）×1016ions/cm2的He+离子注入掺镱硅酸盐玻璃制备出了平面光波导。结合离子注入的压紧效应和辐照产生非桥氧键的机制，探讨了波导区折射率增加的原因。（3）利用低剂量碳离子注入掺镱硅酸盐玻璃形成了折射率增加型的单模平面光波导。通过Model2010棱镜耦合仪测量了波导的暗模特性，采用端面耦合的方法测量了平面光波导的近场光强分布和传输损耗，并结合ICM方法重构了波导区域的折射率分布。结果表明制备的掺镱硅酸盐玻璃光波导在实际应用方面具有潜在的价值（。4）利用6.0MeV的O3+离子，剂量6.0×1014ions/cm2注入掺镱硅酸盐玻璃形成了平面光波导。利用棱镜耦合法和端面耦合法分别对比了退火前后波导的暗模特性和近场光强分布。通过SRIM’2006（Stopping andRange of Ions in Matter）程序模拟了6.0MeV的O3+离子注入到掺镱硅酸盐玻璃的注入过程，并根据RCM重构了波导的折射率分布。结果表明退火处理在没有明显改变波导折射率分布的前提下，有效地降低了波导的损耗，增强了波导对光的传输能力。Er3+离子的发射波长在1.55μm左右，为人眼安全波长，对应于光纤和大气通信的低损耗、低色散窗口。因此，掺Er3+玻璃在近红外放大器和激光器中具有广阔的应用前景。与其它玻璃体系相比，硅酸盐玻璃虽然具有较高的声子能量，但易于制备，且有良好的物理化学性能、热稳定性和机械性能，因而极大地引起了科技工作者的兴趣。本论文利用能量6.0MeV、剂量6.0×1014ions/cm2的O3+和C3+离子分别对铒镱共掺硅酸盐玻璃进行了注入，形成了“增强势阱+光学位垒”型折射率分布的平面波导结构。通过棱镜耦合法和端面耦合法测试了波导的导模特性和传输特性。采用Back-Reflection法测得波导的损耗均在1.0dB/cm左右，具有潜在的应用价值。共焦微荧光测试结果说明离子注入波导制备方法几乎没有对Er3+离子的荧光性质造成影响。实验结果为在铒镱共掺硅酸盐玻璃上利用离子注入方法制备EDWA（Er-doped WaveguideAmplifier）提供了实验基础。掺镱磷酸盐玻璃易于制备，有良好的光学性质，较大的发射截面和高的量子效率，被视为发展高效、高功率激光器的一个主要途径。本论文利用能量为（450.0+500.0+550.0）keV，剂量为（2.0+2.0+2.0）×1016ions/cm2的He+离子注入掺镱磷酸盐玻璃形成了平面光波导，并对注入后的样品进行了一系列的退火处理（260oC410oC）。通过棱镜耦合法得到了导波模式的有效折射率随退火条件的变化特性。采用端面耦合法测量了波导经过一定的退火处理后的近场光强分布和波导的传输损耗。还利用能量为（5.0+6.0）MeV，剂量为（4.0+8.0）×1014ions/cm2的O3+离子注入掺镱磷酸盐玻璃制备出了位垒型的平面光波导。对比了该平面光波导经过退火处理（350oC,60min）前后的暗模特性、近场光强分布、折射率分布和传输损耗等波导特性，实验结果表明离子注入后的退火处理可以在一定程度上增强光波导的传输特性。这为掺镱磷酸盐玻璃的光波导应用研究提供了实验基础。掺钕磷酸盐激光玻璃在高功率激光系统中是一种非常优异的材料。其具有储能高，受激发射截面大和荧光寿命长等特点，也容易制备成大尺寸且光学均匀性好的玻璃。因此，掺钕磷酸盐激光玻璃被广泛地使用，如美国的国家点火装置（NIF）和中国的神光装置等。本论文采用能量为（450.0+500.0+550.0）keV、剂量为（2.0+2.0+2.0）×1016ions/cm2的He+离子以及能量为6.0MeV、剂量为6.0×1014ions/cm2的C3+和O3+离子分别注入掺钕磷酸盐玻璃均形成了位垒型的平面光波导。利用棱镜耦合法和端面耦合法测量了波导的导模特性和传输特性。通过背反射法测得所形成的平面光波导的传输损耗均在1.0dB/cm左右，具有潜在的应用价值。使用共聚焦显微镜对波导的荧光性质进行研究，发现玻璃材料的荧光性质，在波导中被比较好地保留了下来。该实验在掺钕磷酸盐玻璃上产生波导激光和波导放大器等方面具有指导意义。结合光刻掩膜工艺，利用多能量（450.0+500.0+550.0）keV、多剂量（2.0+2.0+2.0）×1016ions/cm2的He+离子注入掺镱硅酸盐玻璃得到了周期为50.0μm，宽度为7.0μm的条形波导。利用扫描电子显微镜观察了条形波导端面的微观形貌，通过端面耦合系统测量了导模的近场光强分布，使用Fabry-Perot法测量了波导的损耗。该实验为离子注入光波导的实用化提供了重要的实验基础。
鲁庆,夏洪运,郑杰[8]（2011）在《K-Na离子交换单模平面波导的制备及其表征》文中指出通过K-Na离子交换技术制备了多模玻璃平面波导.采用棱镜耦合技术测量了波导的有效折射率,用IWKB方法拟合得到K-Na离子交换波导的折射率分布符合高斯分布,由色散曲线得到单模波导的制备条件（即扩散深度范围）,从而得出单模波导的离子交换时间范围,制备出单模波导,并通过求解WKB色散方程得出单模波导的表面折射率.用普通数码相机,通过对离子交换平面玻璃光波导传输线进行数字成像,根据传输线上的光强分布拟合出光强传输衰减曲线,计算出单模波导的传输损耗大约为0.4dB/cm.
何新[9]（2010）在《铜离子交换玻璃平面波导及其特性研究》文中进行了进一步梳理本论文主要研究了利用熔盐热离子交换法制备的铜离子交换玻璃平面波导折射率分布和发光特性以及金属铜膜电场辅助扩散法制备的铜离子交换玻璃平面波导的折射率情况。简单介绍了离子交换技术及其发展现状,较为详细的阐述了离子交换玻璃波导折射率变化的机理和常用的测量及表征技术。首先,用Cu离子交换技术制备了Soda-lime玻璃平面光波导。通过棱镜耦合技术测量了波导的有效折射率,并用反WKB方法拟合得到了平面波导的折射率分布。研究发现离子交换时间和温度两个可控的制备参数对所制备的玻璃平面波导特性有较大影响。随着离子交换时间和温度的增加,波导的模式数和波导深度并非随之单调增加,波导模式数随着离子交换时间的增加先增加而后减小。而适当的离子交换时间可以使所制备的波导具有最大的模式数和波导深度,而且在该条件下增加离子交换温度可以提高铜离子交换波导的蓝-绿发光强度,宽带发光中心波长在520nm附近,发光强度取决于样品中Cu+浓度的高低以及Cu2+的影响。之后,用金属铜膜电场辅助扩散法制备了Soda-lime玻璃平面光波导。同样通过棱镜耦合技术测得玻璃在不同时间下所得到的波导模式数量和有效折射率,通过和熔盐热离子交换法的对比,我们发现金属铜膜电场辅助扩散法制备铜离子平面波导需要的时间较长,这样使得时间这一参数很好控制,减小了误差;同时温度比较低,使得操作时温度变化不大,误差较小,比熔盐热离子交换法的时间和温度这两个参数更加准确。通过吸收光谱可以看到玻璃中只含有一价Cu+,但是未发现蓝绿发光特性,这点与熔盐热离子交换法有很大的不同,这种现象产生的原因还有待研究。
杨天新,邹豪,王雷,李睿,王俊龙,桑梅[10]（2010）在《棱镜耦合法确定条形波导的渐变折射率分布》文中提出提出了由棱镜波导耦合装置测量得到的条形波导有效模折射率确定其二维（2D）折射率分布的方法,其中条形波导样品是在磷酸盐玻璃基底上用离子交换方法制备的,采用不同交换时间和不同掩膜开口宽度制备出不同的折射率渐变分布条形波导。计算过程是先给定条形波导二维折射率分布的拟合函数及参数,按照Wentzel-Kramer-Brillouin（WKB）方法和有效折射率方法,由二维折射率分布的拟合函数计算出条形波导的有效模折射率,并将计算出的有效模折射率与测量值进行比较,通过调整修改折射率分布拟合函数中的参数,使有效模折射率的计算值与测量值接近,从而确定出被测条形波导的折射率分布。在掩膜开口宽度、离子交换温度和时间等制备工艺参数与形成的条形波导的折射率分布参数之间建立联系,为可重复性制备高质量的波导器件提供可靠的制备工艺参数。
二、高斯折射率分布Cu~+-Na~+离子交换玻璃波导的制备（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高斯折射率分布Cu~+-Na~+离子交换玻璃波导的制备（论文提纲范文）
（1）玻璃基模斑转换器的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 硅基光子学 |
| 1.2 光纤与SOI波导耦合技术 |
| 1.2.1 光栅耦合 |
| 1.2.2 端面耦合 |
| 1.2.3 光纤与SOI波导耦合技术总结 |
| 1.3 玻璃基离子交换光波导技术 |
| 1.4 玻璃基模斑转换器的研究意义 |
| 1.5 本文的主要内容与结构安排 |
| 第2章 模斑转换器的工作原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤与SOI波导的端面耦合效率 |
| 2.3 绝热条件 |
| 2.4 倒锥形模斑转换器的原理 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 玻璃基离子交换光波导技术的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 玻璃基离子交换工艺 |
| 3.2.1 玻璃基光波导的制备工艺比较 |
| 3.2.2 掺杂离子的选择 |
| 3.2.3 玻璃基表面型波导的制备工艺 |
| 3.2.4 玻璃基掩埋型波导的制备工艺 |
| 3.3 玻璃基离子交换过程的模拟 |
| 3.3.1 离子交换扩散方程 |
| 3.3.2 求解扩散方程 |
| 3.3.3 折射率分布 |
| 3.3.4 模场分布 |
| 3.3.5 离子交换仿真参数的优化 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 玻璃基模斑转换器的制备及表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.2.1 工艺方案 |
| 4.2.2 实验条件的选择 |
| 4.3 玻璃基模斑转换器的制备 |
| 4.3.1 基片清洗 |
| 4.3.2 镀膜 |
| 4.3.3 光刻 |
| 4.3.4 离子交换 |
| 4.3.5 后道工艺 |
| 4.4 玻璃基模斑转换器的表征 |
| 4.4.1 端面观测与横向展宽观测 |
| 4.4.2 通光测试 |
| 4.4.3 损耗测试 |
| 4.5 玻璃基分段式模斑转换器 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 总结及展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的研究成果 |
（2）缓冲质子交换近化学计量比LiNbO3光波导的制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 集成光学的研究进展 |
| 1.2 集成光学器件材料的选取 |
| 1.3 铌酸锂的基本特征和主要应用 |
| 1.3.1 同成分铌酸锂晶体 |
| 1.3.2 近化学计量比铌酸锂晶体 |
| 1.3.3 铌酸锂晶体性质及应用 |
| 1.4 铌酸锂光波导的制备工艺 |
| 1.4.1 钛扩散法 |
| 1.4.2 质子交换法 |
| 1.5 本论文的主要工作与意义 |
| 第2章 光波导理论介绍 |
| 2.1 光波导的结构类型 |
| 2.1.1 平面光波导 |
| 2.1.2 通道型光波导 |
| 2.1.3 圆柱型光波导 |
| 2.2 麦克斯韦方程组 |
| 2.3 波动光学 |
| 2.4 平面波导的线光学理论 |
| 2.4.1 光线在介质交界面的反射和折射 |
| 2.4.2 光线在平面光波导中的传播 |
| 2.4.3 平面型光波导的导模 |
| 2.5 条形介质光波导 |
| 第3章 缓冲质子交换铌酸锂平面光波导扩散特征和腐蚀的研究 |
| 3.1 近化学计量比铌酸锂晶体 |
| 3.2 制备近化学计量比铌酸锂晶体的方法 |
| 3.2.1 制备的过程 |
| 3.2.2 用VTE法制备铌酸锂晶体的优势 |
| 3.3 平面波导样品的制备 |
| 3.3.1 缓冲质子交换 |
| 3.3.2 不同浓度质子交换过程 |
| 3.4 平面波导样品的测量 |
| 3.4.1 棱镜耦合法测量光波导有效折射率 |
| 3.4.2 IWKB法拟合 |
| 3.5 缓冲质子交换过程的扩散特征 |
| 3.5.1 折射率分布 |
| 3.5.2 扩散系数 |
| 3.5.3 两种组分晶体中扩散特征的对比 |
| 3.6 缓冲质子交换过程的扩散机制 |
| 3.7 质子交换铌酸锂的腐蚀 |
| 第4章 缓冲质子交换近化学计量比铌酸锂条波导的制备与表征 |
| 4.1 条波导的制备 |
| 4.1.1 传统的制备工艺流程 |
| 4.1.2 制备工艺的改进 |
| 4.1.3 具体的制备过程 |
| 4.2 条波导的表征 |
| 4.2.1 条波导表面形貌的表征 |
| 4.2.2 波导近场模式 |
| 4.2.3 波导传输损耗 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）离子交换多模条形波导折射率分布及光传输特性研究（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 1 离子交换技术原理 |
| 2 折射率分布 |
| 3 波导中的模式 |
| 4 结 论 |
（4）Ag+/Na+、Cu+/Na+二次离子交换BK7玻璃波导的特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 离子交换技术简介 |
| 1.1.1 离子交换法的发展和现状 |
| 1.1.2 离子交换的基本原理 |
| 1.1.3 离子交换的常用方法 |
| 1.1.4 不同离子交换的特点 |
| 1.2 课题的引入以及本论文的主要内容 |
| 第二章 玻璃平面波导的参数测量 |
| 2.1 折射率变化的原理 |
| 2.2 棱镜耦合原理 |
| 2.3 平面波导的参数测量 |
| 2.4 WKB法和反WKB法 |
| 2.4.1 WKB法 |
| 2.4.2 反WKB法(IWKB法) |
| 第三章 二次离子交换特性研究 |
| 3.1 Ag~+/Na~+离子交换特性研究 |
| 3.1.1 实验方法与步骤 |
| 3.1.2 实验结果与讨论 |
| 3.1.3 Ag~+单模平面BK7玻璃波导的制备 |
| 3.2 Cu~+/Na~+离子交换特性研究 |
| 3.2.1 实验方法与步骤 |
| 3.2.2 实验结果与讨论 |
| 3.3 Ag~+/Na~+、Cu~+/Na~+二次离子交换特性研究 |
| 3.3.1 实验方法与步骤 |
| 3.3.2 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 二次离子交换的复合波导的发光特性研究 |
| 4.1 二次离子交换波导的发光特性研究 |
| 4.2 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（5）铜离子交换玻璃平面波导及其蓝绿发光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 离子交换技术 |
| 1.2 课题的引入及论文的主要研究内容 |
| 第二章 离子交换玻璃波导的形成及表征 |
| 2.1 离子交换过程 |
| 2.2 折射率变化机理 |
| 2.3 波导折射率分布的确定 |
| 2.3.1 棱镜耦合法 |
| 2.3.2 IWKB 法 |
| 第三章 铜离子交换玻璃平面光波导的折射率分布 |
| 3.1 铜离子交换玻璃平面波导的制备 |
| 3.2 离子浓度与折射率分布建模分析 |
| 第四章 退火对铜离子交换波导特性的影响 |
| 4.1 铜离子交换波导的制备及退火处理 |
| 4.2 铜离子交换波导退火前后的折射率分布 |
| 4.3 铜离子交换波导退火前后的光致发光特性 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士期间发表的文章 |
| 导师简介 |
| 后记及致谢 |
（6）K-Na离子交换玻璃平面波导的制备及参数测定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 集成光学技术简介 |
| 1.2 光波导材料及制作工艺 |
| 1.3 离子交换玻璃波导的研究意义及进展 |
| 1.4 课题的引入及本论文的主要内容 |
| 第二章 离子交换玻璃波导 |
| 2.1 离子交换技术制作光波导的基本原理 |
| 2.2 离子交换技术制作光波导的材料和参数选择 |
| 2.3 不同的离子交换技术 |
| 2.4 离子交换过程 |
| 2.5 折射率变化的原理 |
| 第三章 平面光波导的表征 |
| 3.1 波导有效折射率的测量 |
| 3.2 波导折射率分布的确定 |
| 3.3 光波导的传输损耗 |
| 第四章 K-Na 离子交换玻璃平面波导的制备及其表征 |
| 4.1 实验设备 |
| 4.2 多模平面玻璃波导的制作及各参数确定 |
| 4.3 单模平面玻璃波导的制备及各参数的确定 |
| 4.4 平面玻璃波导的传输损耗特性 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
| 致谢 |
（7）离子注入光学玻璃光波导的制备和特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3 本论文的主要研究内容和结构安排 |
| 第二章 平面光波导理论简介 |
| 2.1 平板波导的线光学理论 |
| 2.1.1 光线在平板波导中的传播 |
| 2.1.2 光线导模的传播条件 |
| 2.2 平板波导的波动光学理论 |
| 2.2.1 平板波导的模式 |
| 2.2.2 平板波导中的导波 |
| 第三章 离子注入光波导的实验方法 |
| 3.1 离子注入技术 |
| 3.2 光刻技术 |
| 3.3 光波导的激励方法 |
| 3.3.1 棱镜耦合 |
| 3.3.2 端面耦合 |
| 3.4 光波导损耗的测量 |
| 3.4.1 波导损耗 |
| 3.4.2 光波导损耗的机理 |
| 3.4.3 光波导损耗的测量方法 |
| 3.5 平面光波导折射率分布的拟合 |
| 3.5.1 折射率的反射计算法（RCM） |
| 3.5.2 折射率的强度计算法（ICM） |
| 第四章 轻离子注入硅酸盐玻璃光波导的制备及其特性研究 |
| 4.1 氢离子注入掺镱硅酸盐玻璃光波导研究 |
| 4.1.1 实验过程 |
| 4.1.2 结果与讨论 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 氦离子注入掺镱硅酸盐玻璃平面及条形光波导的研究 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.2.3 小结 |
| 第五章 重离子注入硅酸盐玻璃光波导的制备及其特性研究 |
| 5.1 低剂量碳离子注入掺镱硅酸盐玻璃单模平面光波导的研究 |
| 5.1.1 实验过程 |
| 5.1.2 结果与讨论 |
| 5.1.3 小结 |
| 5.2 6.0 MeV 氧离子注入掺镱硅酸盐玻璃平面光波导的研究 |
| 5.2.1 实验过程 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.2.3 小结 |
| 5.3 碳离子注入铒镱共掺硅酸盐玻璃平面光波导的研究 |
| 5.3.1 实验过程 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 氧离子注入铒镱共掺硅酸盐玻璃平面光波导的研究 |
| 5.4.1 实验过程 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.4.3 小结 |
| 第六章 氦离子注入磷酸盐玻璃光波导的制备及其特性研究 |
| 6.1 氦离子注入掺钕磷酸盐玻璃光波导特性研究 |
| 6.1.1 实验过程 |
| 6.1.2 结果与讨论 |
| 6.1.3 小结 |
| 6.2 氦离子注入掺镱磷酸盐玻璃光波导特性研究 |
| 6.2.1 实验过程 |
| 6.2.2 结果与讨论 |
| 6.2.3 小结 |
| 第七章 重离子注入磷酸盐玻璃光波导的制备及其特性研究 |
| 7.1 碳离子注入掺钕磷酸盐玻璃光波导特性研究 |
| 7.1.1 实验过程 |
| 7.1.2 结果与讨论 |
| 7.1.3 小结 |
| 7.2 氧离子注入掺钕磷酸盐玻璃光波导的特性研究 |
| 7.2.1 实验过程 |
| 7.2.2 结果与讨论 |
| 7.2.3 小结 |
| 7.3 氧离子注入掺镱磷酸盐玻璃平面光波导及其退火特性的研究 |
| 7.3.1 实验过程 |
| 7.3.2 结果与讨论 |
| 7.3.3 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表和投递的论文 |
（8）K-Na离子交换单模平面波导的制备及其表征（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 多模平面波导的制作及各系数确定 |
| 2 单模平面波导的制作及各系数确定 |
| 3 单模波导传输损耗特性 |
| 4 结论 |
（9）铜离子交换玻璃平面波导及其特性研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 离子交换法 |
| 1.1.1 离子交换法的起源及发展 |
| 1.1.2 不同交换离子对比 |
| 1.2 课题的提出及本论文的内容 |
| 第二章 离子交换玻璃波导及折射率产生原理 |
| 2.1 离子交换技术概况 |
| 2.2 玻璃与熔盐之间的离子交换平衡 |
| 2.3 熔盐中阴阳离子对离子交换平衡的影响 |
| 2.4 折射率发生变化的原理 |
| 第三章 玻璃平面波导的参数测量及表征 |
| 3.1 平面光波导的参数测量 |
| 3.2 棱镜耦合原理 |
| 3.3 WKB 方法和反-WKB 方法测折射率分布 |
| 3.3.1 WKB 法 |
| 3.3.2 IWKB 法 |
| 第四章 平面波导的熔盐热铜离子交换法制备及其特性 |
| 4.1 离子交换平面波导的制备及相关参数的确定 |
| 4.2 实验结果和讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 平面波导的金属铜膜电场辅助扩散法制备及其特性 |
| 5.1 波导的制备及相关参数的确定 |
| 5.2 吸收光谱和X 射线能谱测量 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章结论 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
（10）棱镜耦合法确定条形波导的渐变折射率分布（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 磷酸盐玻璃平面波导折射率分布 |
| 3 磷酸盐玻璃条形波导折射率分布 |
| 3.1 条形波导折射率分布的计算方法 |
| 3.2 条形波导的制备参数与其折射率分布关系 |
| 4 结 论 |
四、高斯折射率分布Cu~+-Na~+离子交换玻璃波导的制备（论文参考文献）
- [1]玻璃基模斑转换器的研究[D]. 蒋建光. 浙江大学, 2020(02)
- [2]缓冲质子交换近化学计量比LiNbO3光波导的制备与表征[D]. 徐庆东. 天津大学, 2019(01)
- [3]离子交换多模条形波导折射率分布及光传输特性研究[J]. 陆锋,张俊生,黄刚,景宁. 光电子技术, 2019(03)
- [4]Ag+/Na+、Cu+/Na+二次离子交换BK7玻璃波导的特性研究[D]. 丁悦. 吉林大学, 2019(12)
- [5]铜离子交换玻璃平面波导及其蓝绿发光特性研究[D]. 夏洪运. 吉林大学, 2013(08)
- [6]K-Na离子交换玻璃平面波导的制备及参数测定[D]. 鲁庆. 吉林大学, 2012(10)
- [7]离子注入光学玻璃光波导的制备和特性研究[D]. 刘春晓. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所), 2012(05)
- [8]K-Na离子交换单模平面波导的制备及其表征[J]. 鲁庆,夏洪运,郑杰. 光子学报, 2011(12)
- [9]铜离子交换玻璃平面波导及其特性研究[D]. 何新. 吉林大学, 2010(10)
- [10]棱镜耦合法确定条形波导的渐变折射率分布[J]. 杨天新,邹豪,王雷,李睿,王俊龙,桑梅. 中国激光, 2010(03)