氧化鍺空芯光波導(dǎo)的制備與性質(zhì)研究.pdf

1、本課題介紹了二氧化鍺全反射型空芯光波導(dǎo)的特點(diǎn)及應(yīng)用,并采用酸誘導(dǎo)液相沉積法在石英玻璃管內(nèi)壁上生長(zhǎng)二氧化鍺內(nèi)反射膜,GeO2能夠與OH-離子反應(yīng)生成可溶性鍺酸根離子,從而使GeO2在氨水和氫氧化鈉溶液中的溶解度大大提高。通過(guò)向所合成的鍺酸根離子前驅(qū)液中加入酸,使鍺酸根離子被逐步分解為GeO2溶質(zhì)析出。將酸化的鍺酸根離子水溶液通入石英毛細(xì)管,可在毛細(xì)管內(nèi)壁上逐漸液相沉積牛長(zhǎng)出GeO2陶瓷膜。將試樣在Gev2的熔點(diǎn)(1115℃)附近熱處理,可

2、以得到致密的GeO2膜。本課題通過(guò)控制前驅(qū)液的制備參數(shù),酸誘導(dǎo)液相沉積反應(yīng)過(guò)程以及熱處理的工藝參數(shù),對(duì)二氧化鍺反射膜的形貌、物相結(jié)構(gòu)、厚度以及空芯光波導(dǎo)對(duì)二氧化碳激光傳輸損耗進(jìn)行了研究和討論,最終獲得較佳的制備工藝。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明GeO2-氨水體系制備的GeO2空心光波導(dǎo)對(duì)二氧化碳激光的直線傳輸損耗為0.19dB/m-2.44dB/m。當(dāng)前驅(qū)體的固含量從5%增大到7%制備的二氧化鍺空芯光波導(dǎo)的傳輸損耗降低,前驅(qū)體的固含量為8%

3、和9%制備的空芯光波導(dǎo)的傳輸損耗大于固含量為7%。隨著沉積時(shí)間、沉積次數(shù)和pH的增大,制備的二氧化鍺空芯光波導(dǎo)的傳輸損耗先降低后增大。傳輸損耗隨pH的改變總體上變化不大。當(dāng)采用硝酸、硫酸和磷酸做為誘導(dǎo)酸時(shí),硝酸制備的空芯光波導(dǎo)的損耗最大,磷酸為誘導(dǎo)酸制備的空芯光波導(dǎo)的傳輸損耗最小。當(dāng)燒結(jié)溫度從1110℃增長(zhǎng)到1130℃時(shí),制備的二氧化鍺空芯光波導(dǎo)的傳輸損耗逐漸降低。當(dāng)燒結(jié)溫度為1140℃和1150℃時(shí),制備的樣品的光波導(dǎo)的小。GeO2-

4、氫氧化鈉體系制備的GeO2空心光波導(dǎo)對(duì)二氧化碳激光的直傳輸損耗要大于燒結(jié)溫度為1130℃制備的樣品。隨著熱處理時(shí)間的增大直線傳輸損耗先降低后又增大;冷卻到室溫取出的空芯光波導(dǎo)的傳輸損耗比在高溫取出的空芯線傳輸損耗為0.18dB/m-2.70dB/m。其他參數(shù)不變的情況下,隨著前驅(qū)體的固含量的增加直線傳輸損耗逐漸變小;隨著沉積時(shí)間的增長(zhǎng)直線傳輸損耗先增大然后逐漸降低;隨著沉積次數(shù)和pH的增加傳輸損耗逐漸變大;傳輸損耗隨熱處理溫度和熱處理方