Ge-Sb-Se基质光波导剥离法制备工艺研究

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近些年来,以光信息通信为主具有功耗小,抗干扰能力强的光互联技术引起了人们的广泛关注,并被广泛的应用于军事,生活,航天等方面。作为集成光学器件的基本组成部件,光波导器件的性能对整个集成光学系统的性能具有决定性的影响。硫系玻璃材料拥有较宽的透过光谱,较高的折射率和低的双光子吸收系数,以及较高的三阶非线性,在光通信、集成光器件、全光网络等领域都具有重要的应用价值,特别在中远红外波段,被证实为集成光学器件的优良载体。基于硫系玻璃材料的波导光器件适用于非线性集成光学器件的制备,因此以硫系玻璃材料为基质制备的光波导具有广泛的应用。但是目前,波导的应用在国内还处于起步摸索的阶段,制备低损耗高效率的光波导具有很大的应用前景和意义。当前国际上流行的制备光波导的方法主要有粒子刻蚀法、干刻法、湿刻法、剥离法等。由于考虑到经济简便,制备波导的流程的复杂度,我们选择了剥离法来制备光波导。这就大大简化了波导的制备流程,并避免了一些昂贵设备的购买。本文主要是利用了宁波大学红外材料与器件实验室制备的高纯度大口径Ge-Sb-Se玻璃材料作为蒸发源,采用热蒸发技术进行镀膜,并对薄膜的性能和波导形态进行了研究;在利用剥离法制备光波导的过程中,我们分别使用了正胶AZ5214和负胶N244来进行图形的转移。并将所制备的光波导进行了形貌分析和传输分析。本文研究的主要内容如下:第一章介绍了光波导的概念及其特性和硫系材料的一些特征及优点;并对国内外光波导的研究现状进行了简单的介绍。第二章介绍了光波导的一些基本知识,包括理论分析和数值方法第三章主要介绍了利用仿真软件对不同宽度和高度的波导的传输特性进行模拟仿真,并利用仿真得到的数据进行掩模板的制备第四章主要讲述了剥离法波导的制备过程,并分析了利用热蒸发制备的薄膜的优缺点;同时,分析并比较了分别利用两种不同性质的光刻胶进行波导制备的效果;在波导制备过程中,还引入了热回流的工艺,用来减少波导侧面的粗糙度。第五章主要讲述了薄膜和波导的一些基本的测试和表征。第六章是全文的总结,提出了解决方案和研究中发现的问题,指出了本文研究的不足之处,并展望了未来光波导的广阔发展前景。
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