基于飞秒激光的铌酸锂波导及周期性光栅的设计

《基于飞秒激光的铌酸锂波导及周期性光栅的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、’中图分类号＾２５６论文编号１１６－（２００６０ＪｉＳ７学科分类号１４０．３０４０密级．＊獅义沸嗦乂净ＴＩＡＮＪＩＮＵＮ（ＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ？？Ｉ．ｆ硕ｊ：学位论文基于飞移激光的辦酸裡波导及简期性光栅的设计ＬｉｔｈｉｕｍＮｉｏｂａｔｅＷａｖｅｇｕｉｄｅＢａｓｅｄｏｎ－ＦｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄＬａｓｅｒａｎｄｔｈｅＤｅｓｉｎｏｆｉｇ■国幽如咕：＝．＊＾＾ｒＴＩ＝ＬＴｉ＇ＪＣＪｉｒ；；ＢＦｎｉＦＨ信息与ｉｉ信工程＊＂—＝．．．？—－■，？？■广

2、Ｖ－Ｔ－＇？？：；Ｉ，＇＇＊—＇■’－ｉ＂．一１一＇■、．—＿－＿—一？、—ｊ二Ａ－－信息与通信工程’－１一ｌ、三ｉ．．１：：／＾．＝方ｈ玉孙钦芳■－＂．ｒｐ＞ｉｒｉｒｗｍｎｒｒ■｝ｉ＾卻Ｊｊｊｒｆ张爱玲教授—ｗ．．：‘天津理工大学研究生院二Ｏ－六年Ｈ月分类号：中图分类号TN256学科分类号140.3040密级：天津理工大学研究生学位论文基于飞秒激光的铌酸锂波导及周期性光栅的设计（申请硕士学位）学科专业：信息与通信工程研究方向：光通信器件作者姓名：孙钦芳指导教师：张爱玲教授2016

3、年3月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeLithiumNiobateWaveguideBasedonFemtosecondLaserandtheDesignofthePeriodicGratingsByQinfangSunSupervisorAilingZhangMarch2016我准１牲＞巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研巧成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工

4、大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研。与我究所做的任何贡献均已巧论文中作了明确的说明并表示了谢意。＾学佐冷文作老签名：签李可期：兴年＾月１可学化冷＾文胶权使巧援牧书本学位论文作者完全了解义津理工大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津理工大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入、有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编，＾供查阅和借阅。＾＾同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）、学位冷文作者签名：导巧签名；麥签拿可期；

5、＞ｗ《年書月ｙ司签拿司瑚：古年多月司摘要由于波导光栅易大规模集成与生产，可实现实时调谐，近年来受到广泛关注。波导光栅在材料选择上具有多样性和多功能性。利用铌酸锂（LiNbO3）等无机晶体材料制备的波导光栅，其调谐速率更快。波导的制备方法主要有钛扩散、质子交换以及飞秒激光刻写等，其中，飞秒激光刻写由于其高效快速、精确度高、损伤阈值低等优势受到越来越多的关注。而短周期的Bragg波导光栅由于其周期较小，制备工艺更加复杂也更具挑战性。本文以X切LiNbO3晶体为基底，对飞秒激光刻写LiNbO3波导进行实验研究。并结合转移矩阵理论以及LiNbO3晶体的电光效应，设计了一次性制备

6、的双边调制Bragg波导光栅，并在双边调制的基础上设计了外加电极结构的可调谐Bragg波导光栅和可调谐啁啾Bragg波导光栅。具体工作内容如下：第一，对LiNbO3晶体进行了简单介绍，包括其折射率椭球、电光效应和光折变效应，详细介绍了飞秒激光刻写的LiNbO3理论基础，对周期性波导光栅的理论模型进行具体的推导和分析。为后续的研究做好理论铺垫。第二，对飞秒激光刻写LiNbO3波导进行初步的实验研究，分析激光功率以及激光辐照时间影响LiNbO3烧蚀点的作用机理。第三，设计一种一次性制备的双边调制Bragg波导光栅结构，该结构通过周期性改变波导的宽度实现空间调制的波导光栅。并通过数

7、值模拟分析该结构的波导光栅反射谱特性与波导宽度、波导宽度差、光栅占空比及波导变化的形状的关系。第四，在双边调制Bragg波导光栅的基础上，设计了外加电极结构的Bragg波导光栅，通过改变电极结构可实现可调谐Bragg波导光栅和可调谐啁啾Bragg波导光栅，并理论分析两种结构的反射谱特性。关键词：飞秒激光刻写LiNbO3波导Bragg波导光栅电光效应可调谐AbstractInrecentyears,waveguidegratinghasreceivedwidespreadattentionbecausei