离子交换制备光波导光学玻璃

论文摘要

近几年来，离子交换的研究逐渐成为一个热门话题。顾名思义离子交换就是离子间相互进行置换。还在上世纪、人们就发现化肥硫酸铵被土壤吸收后、隔一段时间、就不能用水将硫酸铵从土壤中冲洗出来、而土壤中的硫酸钙成分愈来愈多、经过研究、人们发现这是一种离子交换反应的结果，即土壤中的钙离子与硫酸铵中的铵离子进行了离子交换。 本世纪四十年代以后，离子交换在许多技术领域得到了广泛的应用，特别是近几年在玻璃衬底上用离子交换法制备介质光波导是一个热门研究课题。磷酸盐玻璃是制作高增益光波导放大器的理想材料。磷酸盐基质中的激活离子具有荧光寿命较长，受激发射截面大，用离子交换法制作的波导具有净增益高，损耗低，制作成本低等特点。还可制作集成的光放大器件。它广泛用于全光网（器件），超快光开关，直接或分布式偶合器，Mach-Zehnder干涉，同时磷酸盐玻璃具有较大的三次非线性系数，快速非线性响应（＜1ps），低的传输损耗(10-2cm-1)等优点。因此用磷酸盐玻璃做玻璃衬底制备的光波导玻璃也是人们一直研究的课题。 含大量氧化铌的硼磷酸盐玻璃的二次非线性系数n2大于硅酸盐玻璃，由于其化学稳定性不是很好，在使用过程中受到限制，因而研究磷酸盐玻璃的组成及性质对该材料的应用具有十分重用的意义。我们研究这类磷酸盐玻璃的目的就是探索用这类磷酸盐玻璃作衬底制备光波导的玻璃，与化学稳定性好的硅酸盐相比，是否更适用于光波导。 本文运用理论与实验相结合的方法对磷酸盐基质玻璃对水的化学稳定性进行了测试。用此方法研究了P2O5-BaO系统、

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 光波导的材料及器件的发展与分类
• 1.1.1 光波导的发展
• 1.1.2 光波导材料的分类
• 1.2 本论文的研究工作
• 第二章 磷酸盐玻璃的研究
• 2.1 磷酸盐基质玻璃的研究
• 2.1.1 磷酸盐玻璃配方设计
• 2.1.2 实验结果及结果计算方法
• 2.1.3 实验结果分析
• 2.1.4 关于磷酸盐玻璃受水侵蚀的机理
• 2.1.5 引入各种氧化物对磷酸盐玻璃化学稳定性的影响
• 2.2 磷酸盐玻璃的熔制
• 第三章 离子交换
• 3.1 离子交换波导形成原理
• 3.2 离子交换理论
• 3.3 实验步骤
• 3.4 离子交换磷酸盐玻璃平面光波导模折射率的测试
• 3.5 结果与讨论
• 3.6 结论
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢