[发明专利]一种在铌酸锂晶体上制备周期性波导光栅的方法

权利要求书

1.一种利用二次钛扩散在铌酸锂基片中制备周期性波导光栅的方法，其特征在于：在铌酸锂中利用二次钛扩散在铌酸锂基片中制备周期性波导光栅，所述二次钛扩散包括两种方式：第一种方式为第一次钛扩散在铌酸锂基片中形成折射率周期性变化的光栅结构，第二次钛扩散在铌酸锂基片中形成单模条形波导结构；第二种方式为第一次钛扩散在铌酸锂基片中形成单模条形波导结构，第二次钛扩散在铌酸锂基片中形成折射率周期性变化的光栅结构，经第一次和第二次钛扩散后在铌酸锂基片中形成周期性波导光栅。

2.根据权利要求1所述利用二次钛扩散在铌酸锂基片中制备周期性波导光栅的方法，其特征在于：所述在铌酸锂基片中形成周期性波导光栅的第一种方式，制备方法如下：

(一)首先通过光刻技术在铌酸锂基片上形成周期性光栅结构的钛条，对铌酸锂基片进行第一次高温钛扩散，在铌酸锂基片中形成折射率周期性变化的光栅结构，步骤如下：

1)将铌酸锂基片依次用酒精和丙酮清洗干净并放在温度为120℃的加热板上进行烘烤，然后对铌酸锂基片进行匀胶，在铌酸锂基片表面附着一层光刻胶，光刻胶厚度为2-3um；

2)利用栅格周期为180-210um或350-370nm的光栅掩膜板对上述匀胶后的铌酸锂基片进行曝光，在显影剂中对光刻胶进行显影，然后将铌酸锂基片放置在加热板上烘烤，温度为120℃，时间10min，固化光刻胶，在铌酸锂基片表面的光刻胶形成周期性结构的光栅掩膜；

3)在上述步骤2)得到的铌酸锂基片表面制备一层厚度为40-80nm的钛膜，然后将铌酸锂基片放入浓度大于99.5％丙酮溶液中1min对光刻胶进行剥离，在铌酸锂基片上形成周期性光栅结构的钛条；

4)将上述铌酸锂基片放入高温扩散炉中进行第一次钛扩散，扩散温度为980-1150℃，扩散时间为4-8h，在铌酸锂基片中形成折射率周期性变化的光栅结构；

(二)通过光刻技术铌酸锂基片上形成条形波导结构的钛条，对铌酸锂基片进行第二次高温钛扩散，在铌酸锂基片中形成单模条形波导结构，步骤如下：

1)用酒精和丙酮清洗(一)中步骤4)得到的铌酸锂基片，将铌酸锂基片放在温度为120℃的加热板上进行烘烤，然后对铌酸锂基片进行匀胶，在铌酸锂基片表面附着一层光刻胶，光刻胶厚度为2-3um；

2)利用条宽为4-8um的波导掩膜板对上述铌酸锂基片进行曝光，在显影剂中对光刻胶进行显影，然后将铌酸锂基片放置在加热板上烘烤，温度为120℃，时间10min，固化光刻胶，在铌酸锂基片表面的光刻胶形成条形结构的波导掩膜；

3)在上述(二)中的步骤2)得到的铌酸锂基片表面制备一层厚度为60-90nm的钛膜，然后将铌酸锂基片放入浓度大于99.5％的丙酮溶液中1min，在铌酸锂基片上形成波导结构的钛条；

4)将上述(二)中的步骤3)形成的含有波导结构钛条的铌酸锂基片放入高温扩散炉中进行第二次钛扩散，扩散温度为980-1150℃，扩散时间为6-9h，在铌酸锂基片中形成单模条形波导结构。