[发明专利]长周期波导光栅的制备方法

摘要

本发明公开了一种长周期波导光栅的制备方法，该波导光栅结构包括铌酸锂基底(5)、包层平板波导(4)、缓冲层(2)和共面波导电极结构；制备方法包括：步骤1、样品准备；步骤2、进行第一次质子交换；步骤3、制作波导掩膜；步骤4、进行第二次质子交换；步骤5、进行退火处理；步骤6、进行端面抛光；步骤7、进行周期极化处理，通过上述步骤，制备出具有周期畴结构的芯层波导和包层平板波导，从而获得长周期波导光栅结构。利用本发明制备方法所制成的长周期波导光栅具有调制电压低、调制带宽高、易于调制等优势。

主权项

1.一种长周期波导光栅的制备方法，其特征在于，该长周期波导光栅结构自下而上包括铌酸锂基底(5)、包层平板波导(4)、缓冲层(2)和共面波导电极结构；其中，所述缓冲层(2)覆盖于所述包层平板波导(4)的上表面、所述铌酸锂基底(5)覆盖于所述包层平板波导(4)的下表面；所述共面波导电极结构进一步包括信号电极(6)，地电极(7)、(8)；所述信号电极(6)覆盖于所述缓冲层(2)上表面中部；在所述包层平板波导4的上表面中部并且位于所述信号电极(6)的正下方设置芯层波导(3)；所述地电极(7)、(8)位于所述信号电极(6)两侧，且与所述信号电极(6)位于同一平面，所述制备方法包括以下步骤：步骤1、样品准备，该步骤具体包括：选用光学级Z切1mm厚铌酸锂晶片为初始材料，使用精密切割机将晶片切割成的波导样品；步骤2、进行第一次质子交换，该步骤具体包括：将交换源苯甲酸投入内置于恒温扩散炉内等温区的密封石英玻璃管中，加热到交换温度并恒温两小时，然后将清洗干净的样品放入交换源内进行质子交换；交换温度在苯甲酸熔点122℃至沸点249℃之间；步骤3、制作波导掩膜，该步骤具体包括：在铌酸锂表面镀一层金属掩膜；使用光刻和刻蚀工艺使波导部分没有掩膜，其他部分依然有掩膜，将波导样品清洗；步骤4、进行第二次质子交换，具体操作与步骤2相同；步骤5、进行退火处理，该步骤具体包括：把经过步骤4的第二次质子交换后的波导样品洗净，放入石英夹具并推入石英管，石英夹具推入到预定位置后，在氧气氛围里进行高温加热，加热温度为200℃至400℃，持续3‑6小时，然后把夹具缓慢地拉出来；步骤6、进行端面抛光，该步骤具体包括：先后用粒径为20μm、7μm、1.5μm的抛光粉进行抛光，然后用抛光液对波导端面进行抛光；步骤7、进行周期极化处理，该步骤具体包括：在极化过程中使用高压电表以及示波器接入电路；采用光刻技术在波导样品的波导面上制作出周期图样；光刻过程中选用的电极掩膜板的周期为Λ；将波导样品放入液体电极夹具中，并用硅胶垫片密封好；之后，在液体电极夹具中注入饱和L_iCl溶液，在注入溶液的过程中应避免气泡的出现；将波导样品接入高压方波脉冲发生系统；设定极化时间为0.85s；通过上述步骤，制备出具有周期畴结构的芯层波导和包层平板波导，从而获得长周期波导光栅结构。