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在集成光学系统中,条形光波导结构是光器件系统的最基本单元,能够实现对光波的有效限制,把光从一个地方传到另一个地方。光波导可以制成多种光学器件,如光放大器、光耦合器、光波分复用器、光电调制器等。集成光路中经常使用的是能在横截面的二维方向上限制光场能量的条形波导。条形波导尺寸小、结构简单、易构成稳定可靠的光路系统,并且能通过选择合适的相对折射率差,使之成为单模波导。
本论文在介绍紫外光写入玻璃条形光波导的发展状况基础上;介绍了硅基平面光波导和玻璃条形光波导的基本制备方法,以及理论上的分析方法;并进一步阐述了掺锗玻璃的紫外光敏化机制和载氢增敏原理。在此基础上,对紫外光写入玻璃条形光波导的制作工艺进行了研究,完成了以下工作:
设计了掺锗玻璃载氢实验装置。测试表明该装置可承受14.5MPa的压强,且压强日均降低仅约0.04MPa。使用该装置对样品进行载氢实验,讨论了温度和压强对样品中氢扩散系数和饱和浓度的影响。
建立了液氮罐内空间的温度分布模型,给出了载氢样品在液氮罐中保存时的温度,结合实验温度测试,对该分布模型进行了验证,并讨论了该温度对样品中氢浓度的影响。
利用LabVIEW软件,设计了电位移台控制程序。运用该程序可控制步进电机的运行速度,显示位移台速度曲线并输出相关参数,为分析紫外光写入玻璃条形波导时的各参数影响情况提供方便。
上述工作为随后研究载氢压强、载氢时间、曝光时间以及温度等因素与光致折射率变化关系,进而优化获得高性能紫外光诱导玻璃条形光波导的相关参数,做好了准备。