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《鈧鈦擴(kuò)散摻雜鈮酸鋰晶體制備及性能表征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、鈧:鈦擴(kuò)散摻雜鈮酸鋰晶體制備及性能表征FabricationandPerformanceCharacterizationofSc:Tidiffusion-dopedLiNbO3Crystal學(xué)科專(zhuān)業(yè)：光學(xué)工程研究生：邱叢賢指導(dǎo)教師：張德龍教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一四年十二月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均
2、已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要光折變效應(yīng)限制了鈮酸鋰晶體在有源和無(wú)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
3、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(duì)波導(dǎo)性能進(jìn)行表征。本文的主要工作：1.通過(guò)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(duì)鈮酸鋰折射率和組分的影響；2.進(jìn)一步研究了鈧-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(duì)鈮酸
4、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(mǎn)足Arrhenius定律，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)線(xiàn)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，發(fā)現(xiàn)鈧離子對(duì)二者之間關(guān)系影響不
5、大。4.本文制備的波導(dǎo)可單模傳輸1.5μm波長(zhǎng)的光波，支持TE和TM模式，傳輸損耗分別為1.4、1.8dB/cm；最后證明了波導(dǎo)中鈧離子濃度超過(guò)光折變閾值。本文的研究工作獲得了大量關(guān)于鈧摻雜鈦擴(kuò)散鈮酸鋰光波導(dǎo)實(shí)用的工藝參數(shù)，為以鈮酸鋰為基底的有源光波導(dǎo)器件的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：鈧離子鈮酸鋰晶體抗光折變擴(kuò)散摻雜方式ABSTRACTThephotorefractiveeffecthindersthedevelopmentofnovelefficientactiveandpassiveintegratedopticsdevices.Thestudyf
6、oundmorethan2mol%scandium-dopedcaneffectivelysupressesthephotorefractiveeffectofLiNbO3.ThisarticleworksonthedopingcharacteristicofSc3+,andfabricationprocessoftitaniumdiffusionlithiumniobate(LN)opticalwaveguidedopedwithscandium.Themainworks,1.Fabricationoflithiumniobatedopedwithsc
7、andium(Sc:LN),andstudyondiffusioncharacteristicofSc3+atdifferenttempreture,thechangeofrefractiveindexandconstituentoflithiumniobateafterdopedwithSc3+.2.FurtherresearchonthediffusionpropertiesofscwhenSc-Tiioncodiffusion3.Fabricationoftitaniumdiffusionlithiumniobateplaneropticalwav
8、eguidedopedwithscandium(Sc:Ti:LN),studyo
