Разработка технологии формирования и исследование протонообменных световодных структур в конгруэнтных и легированных оксидом магния кристаллах ниобата лития

• Автор: Масленников, Евгений Ильич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Введение

Список сокращений

Глава 1. Состояние и перспективы развития протонообменной технологии формирования интегральнооптических структур в кристаллах ниобата лития

1.1. Материалы интегральной оптики

1.2. Основные физические свойства сегнетоэлектрических

кристаллов имЬ

1.2.1. Дефектная структура 1ЛМЬОз

1.2.2. Сегнетоэлектрические свойства

1.2.3. Кристаллическая структура

1.2.4. Оптические свойства

1.2.4.1. Оптическое пропускание

1.2.4.2. Диэлектрические свойства
1.3. Оптические волноводы
1.4. Основы ионообменной технологии
1.4.1. Ионообменная диффузия
1.4.2. Ионообменные процессы в кристаллах ниобата лития
1.5. Методы формирования волноводов в кристаллах ниобата лития
1.5.1. Аутдиффузионные волноводы
1.5.2. Титандиффузионные волноводы
1.5.3. Протонообменные световоды в кристаллах ниобата лития
1.6. Структурнофазовые диаграммы для 2, X и Усрезов
1.6.1. Особенности прямого протонного обмена
1.6.2. Влияние отжига
1.7. Реализация источников излучения на канальных волноводах
за счет нелинейных преобразований
1.8. Явление оптическою повреждения
Выводы к главе 1
Глава 2. Методы исследования параметров и свойств ионообменных слоев
2.1. Волноводнооптический метод метод модовой спектроскопии
2.1.1. Восстановление профилей показателя преломления в волноводных поверхностных слоях
2.1.1.1. Кусочнолинейная аппроксимация профили показателя преломления
2.1.1.2. Аппроксимация обобщенной функцией Гаусса
2.2. Метод двухкристальной рентгеновской дифрактомстрии
2.3. Методика определения химического состава
2.4. Измерения нелинейнооптических свойств
2.5. Методики измерений основных параметров многофункционального интегральнооптического элемента МИОЭ, изготовленного по технологии протонного обмена
Выводы по 2ой главе
Глава 3. Структурные и оптические свойства протонообменных световодов в кристаллах ниобата лития легированных оксидом магния
3.1. Формирование и исследование протонообменных световодов в кристаллах iЗ
3.1.1. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.2. Генерация второй гармоники в МНхЫ.хЫЬ волноводах Выводы к 3ей главе
Глава 4. Разработка технологии изготовления интегральноойтических элементов на основе канальных свеговодов в кристаллах ниобата лития конгруэнтного состава, а также в кристаллах, легированных оксидом магния
4.1. Формирование одномодовых на длине волны 0. мкм планарных протонообменных волноводов в кристаллах ниобата лития конгруэнтного состава и в iз
4.2. Разработка и создание многофункционального интегральнооптического элемента
4.2.1. Технологический маршрут изготовления МИОЭ
4.2.2. Разработка многофункционального интегральнооптического элемента на основе канальных протонообменных волноводов в кристаллах ниобата лития конгруэнтного состава
4.2.3. Разработка многофункционального интегральнооптического элемента на основе канальных протонообменных волноводов
в кристаллах ниобата лития легированных 5 оксида магния
4.3. Использование разработанного МИОЭ для разработки волоконно оптического гироскопа
4.3.1. Волоконнооптический гироскоп, построенный на основе разработанного многофункционального интегральнооптического элемента
4.4. Разработка интегральнооптических элементов на основе ОПО волноводов в кристаллах ниобата лития
4.4.1. Электрооптический переключатель
4.4.2. Электрооптический модулятор Маха Цандера Выводы по 4ой главе
Заключения и основные выводы Литература
Общая характеристика работы
Актуальность


Разработка и оптимизация технологических параметров процесса формирования одномодовых на длине волны 0. Определение взаимосвязи структурных и оптических свойств в протонообменных слоях ниобата лития легированного оксидом магния и объяснение полученных закономерностей. Исследование квадратичных нелинейнооптических свойств протонообменных слоев в кристаллах ниобата лития легированного оксидом магния. Реализация на основе конгруэнтных и легированных оксидом магния кристаллов ниобата лития ряда интегральнооптических элементов, таких как многофункциональный интегральнооптический элемент, электрооптический модулятор Маха Цандера, а также электрооптический переключатель 1x2. Построена структурнофазовая диаграмма протонообменных слоев ниобата лития легированного оксидом магния, знание которой, позволяет выбирать оптимальные технологические режимы формирования ионообменных структур для создания интегральнооптических элементов с требуемыми свойствами. Впервые исследованы квадратичные нелинейнооптические свойства протонообменных волноводах в легированных оксидом магния кристаллах ниобата лития. Предложены и разработаны процессы формирования планарных протонообменных волноводных слоев в кристаллах ниобата лития легированных оксидом магния с электро и нелинейнооптическими свойствами близкими к номинально чистому ниобату. Разработан технологический процесс формирования одномодовых на длине волны 0. Практическая ценность результатов работы состоит в том, что работа выполнялась в рамках проекта по разработке элементной базы волоконнооптического гироскопа, в частности по созданию многофункционального интегральнооптического элемента на подложках кристалла ниобата лития различного состава, выполняющего функции Уразветвителя, поляризатора и фазового модулятора оптического излучения. Разработана и внедрена в промышленное производство технология изготовления многофункционального интегральнооптического элемента МИОЭ для волоконнооптического гироскопа. Разработаны технология изготовления и реализован ряд интегральнооптических элементов, таких как элекгрооптический переключатель каналов и амплитудный модулятор на основе интерферометра МахаЦандера. Закономерности и особенности процесса протонного обмена и послеобменного отжига в кристаллах ниобата лития легированного оксидом магния. Сруктурнофазовая диаграмма протонообменных слоев в кристалла ниобата лития легированных оксидом магния. Нелинейнооптические свойства протонообменных слоев в кристаллах ниобата лития легированных оксидом магния. Технологический процесс на базе метода отожженного протонного обмена,
для получения одномодовых на длине волны 0. Технология изготовления многофункционального интегральнооптического элемента для волоконнооптического гироскопа. Апробация работы. Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения, Дубна, Марта г. Восьмая всероссийская межвузовская научнотехническая конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика0 Р, Москва, , апреля г. Девятая всероссийская межвузовская научнотехническая конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатикам, Москва, , апреля г. I Ii I i vi ii i, , , i. I i, i , , , i. Десятая всероссийская межвузовская научнотехническая конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика, Москва, , апреля г. Ii ii i, , i, . Международная конференция студентов, и молодых ученых по фундаментальным наукам Ломоносов , Москва, г. Шестнадцатая научнотехническая конференция Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления, Москва, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе статьи в журнале Известия ВУЗов, серия Электроника. I, а также в материалах статьи и тезисы докладов российских и международных конференций. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов по работе, содержит 7 страниц машинописного текста, включая 5 таблиц, рисунк и список литературы в количестве 3 наименований.