鈧：鈦擴(kuò)散摻雜鈮酸鋰晶體制備及性能表征.pdf

1、光折變效應(yīng)限制了鈮酸鋰晶體在有源和無源器件中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)僅摻雜2mol％鈧離子就可以有效抑制鈮酸鋰晶體的光折變效應(yīng)。本文致力于研究鈧離子在鈮酸鋰晶體中的擴(kuò)散摻雜特性，初步探索研究了鈧摻雜鈦擴(kuò)散鈮酸鋰光波導(dǎo)的制作工藝，并對波導(dǎo)性能進(jìn)行表征。
　　本文的主要工作：
　　1.通過高溫?cái)U(kuò)散制備了鈧摻雜鈮酸鋰晶體，利用二次離子質(zhì)譜技術(shù)研究鈧離子的擴(kuò)散特性，并用棱鏡耦合技術(shù)研究鈧離子對鈮酸鋰折射率和組分的影響；
　　2.進(jìn)一步

2、研究了鈧-鈦共同擴(kuò)散時(shí)鈧離子的擴(kuò)散特性。
　　3.制備了鈧-鈦共同擴(kuò)散鈮酸鋰平面光波導(dǎo)，利用IWKB算法研究波導(dǎo)層折射率變化分布，利用SIMS技術(shù)研究了鈦離子濃度分布，計(jì)算二者之間的關(guān)系；
　　4.初步研究鈧摻雜鈦擴(kuò)散鈮酸鋰條形光波導(dǎo)制作工藝，并進(jìn)行性能表征。
　　本文的研究結(jié)果，
　　1.鈧離子對鈮酸鋰晶體的折射率和組分影響很??；鈧離子在鈮酸鋰晶體中的分布依舊服從高斯分布，利用鈧離子濃度分布，并結(jié)合理論計(jì)算，得

3、到了鈧離子的擴(kuò)散系數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示其擴(kuò)散系數(shù)隨溫度的變化滿足Arrhenius定律，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過線性擬合得到了鈧離子的擴(kuò)散常數(shù)、激發(fā)能等工藝參數(shù)；
　　2.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鈦離子有助于鈧離子擴(kuò)散，并得到鈧離子擴(kuò)散特性與鈦膜厚度的關(guān)系式。分析這種現(xiàn)象的原因是：鈦離子擴(kuò)散較快，先進(jìn)入晶體以后導(dǎo)致晶體缺陷增加，導(dǎo)致鈧離子的擴(kuò)散速率變大；
　　3.研究表明：鈮酸鋰波導(dǎo)層折射率變化分布與鈦離子濃度分布同樣服從高斯分布，得到了兩者之間的關(guān)系式