[发明专利]非周期光学超晶格钛扩散波导的制备方法

权利要求书

1.一种非周期光学超晶格钛扩散波导的制备方法，其特征在于，在铌酸锂晶片的-Z表面，即背面，使用钛扩散技术，将-Z面预溅射的钛条内扩散进入铌酸锂晶片的衬底形成波导层，然后进行室温电场极化以改变铌酸锂晶片电畴区域的极化方向，即得到钛扩散波导结构。

2.根据权利要求1所述的非周期光学超晶格钛扩散波导的制备方法，其特征是，所述的铌酸锂晶片是指：镁掺杂摩尔比为5％的铌酸锂晶片。

3.根据权利要求1所述的非周期光学超晶格钛扩散波导的制备方法，其特征是，所述的钛扩散技术是指：在1130℃的温度下通氩气十几个小时后通氧气后扩散1小时以上，将-Z面预溅射的宽度为2~8μm的钛条内扩散入铌酸锂晶片的衬底，形成波导层。

4.根据权利要求1所述的非周期光学超晶格钛扩散波导的制备方法，其特征是，所述的室温电场极化，包括以下步骤：

a)选择非周期光学超晶格的电畴宽度d，d小于周期性全光波长转换器的电畴宽度L，且要在现有室温电场极化的技术条件下实现，采用模拟退火算法的目标函数F，对正负电畴的排列顺序进行优化计算使得目标函数最大，具体公式为：

F=ΣαT(λα)-10·Nσ;μ=ΣαT(λα)N;σ=1N-1Σα(T(λα)-μ)2;]]>

其中：F是目标函数，T是转换效率样本，N是样板数量，μ是样板均值，σ是均方差值；

b)根据计算得到的正负电畴的排列顺序，在铌酸锂晶片的+Z面，即正面，光刻金属格栅作为电极，每个格栅的宽度为电畴宽度d，将高压脉冲施加于上、下电极之间，使得在有电极的畴区域，利用高压电场克服晶体内部的矫顽场从而使该电畴的自发极化方向反转；而对应无电极的畴区域，其电畴的极化方向仍保持原来的方向，因此正畴的晶轴方向与负畴的晶畴方向相反。

5.根据权利要求4所述的非周期光学超晶格钛扩散波导的制备方法，其特征是，所述的高压脉冲的幅值大于矫顽场的场强。

6.根据权利要求4或5所述的非周期光学超晶格钛扩散波导的制备方法，其特征是，所述的高压脉冲的周期及次数满足以下公式：

Ipol=V1-VcRs-VcRvm,]]>Q＝2P_sA，tpol=QIpol]]>

其中：I_pol为极化电流，Q是晶体表面的输运电荷，t_pol是极化时间。