[发明专利]近化学计量比低掺杂Mg：PPLN全光波长转换器制作方法

摘要

本发明公开一种近化学计量比低掺杂Mg：PPLN全光波长转换器制作方法，选择一块Z切双面抛光的同成分铌酸锂晶片，在晶片-Z表面进行局部掺镁之后，在该晶片掺Mg的-Z表面制作Ti扩散条形光波导，然后在晶片+Z面进行周期极化，形成一周期性的长铝条构成的阵列金属光栅电极，采用富锂VTE技术得到近化学计量比的掺镁铌酸锂晶体，利用液体电极极化装置，在室温下对晶体进行液体极化，获得周期性晶体超晶格，最后将所得低掺杂Mg：PPLN晶体进行封装，得到近化学计量比低掺杂Mg：PPLN全光波长转换器。相比现有技术，本发明具有成本低；拓宽了波长转换器的使用条件和使用领域、易与其他器件集成、提高了器件集成度、大大降低耦合和传输损耗、系统稳定性好等诸多优点。

主权项

一种近化学计量比低掺杂Mg：PPLN全光波长转换器制作方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤(1)、选择一块Z切厚度为0.5mm‑1mm的同成分铌酸锂晶片，上下表面平行且均被光学抛光，上下表面的法线方向即为晶体的自发极化方向；步骤(2)、在该晶片‑Z表面镀一层MgO膜，于1050～1130℃高温下扩散1小时以上，获得局部掺镁的铌酸锂晶体；步骤(3)、在晶片‑Z表面进行局部掺镁之后，在该晶片掺Mg的‑Z表面制作Ti扩散条形光波导，即在该晶片‑Z表面采用光刻工艺，镀制4～10μm的钛条，使用钛扩散技术，即在1050～1130℃的高温下扩散1小时以上，将‑Z表面溅射的钛条内扩散入同成分铌酸锂衬底，形成一波导层；步骤(4)、然后在晶片+Z面进行周期极化：在晶片+Z面蒸镀一层厚度在50nm以上的导电铝层，然后用光刻技术，在铝层表面旋转涂覆一层光刻胶，经曝光、显影、腐蚀后得到一周期性的长铝条构成的阵列金属光栅电极，然后再腐蚀掉光栅条纹之外的铝，最后用丙酮洗掉光刻胶；步骤(5)、采用富锂VTE技术得到近化学计量比的掺镁铌酸锂晶体：采用富锂VTE技术，在1050～1130℃下将所得Mg低掺杂同成分铌酸锂样品处理10小时以上，得到近化学计量比的掺镁铌酸锂晶体。步骤(6)、利用液体电极极化装置，在室温下对晶体进行液体极化，极化电压约为4～5kV；室温电场极化过程中，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有电极的畴区域的自发极化方向反向；在无电极的畴区域，其电畴的极化方向仍保持原来的方向，获得周期性晶体超晶格；步骤(7)、最后将所得低掺杂Mg：PPLN晶体进行封装，将光纤在封装内部与同一条波导进行耦合，尾端引出封装置外，方便与其他器件集成，得到近化学计量比低掺杂Mg：PPLN全光波长转换器。