离子辐照周期极化铌酸锂晶体波导结构与倍频特性研究

离子辐照（注入）光电晶体可以通过调制材料近表面的折射率改变而形成光波导，是一种光电晶体光波导形成的有效方法。基于周期极化铌酸锂晶体（PPLN）的和频、差频、光学参量振荡、光学参量放大以及级联二阶非线性效应都得到广泛研究和应用，对于PPLN晶体等的波导结构的研究对于提高倍频效率，实现小型、紧凑的倍频器件，有利于实现光路的集成化。本项目旨在研究PPLN上离子注入形成波导的倍频特性及形成机理，力图从理论上分析离子注入对PPLN的晶格、畴结构以及其非线性特性的影响，从实验上通过采用不同注入离子、注入能量剂量，实现高效率倍频性质的波导结构。尝试用外加电场极化法在近化学剂量比铌酸锂(SLN)上实现铁电畴周期极化结构。同时也将为其它晶体的波导倍频提供研究基础，不但有利于波导器件的集成化，还拓展了核技术在信息与材料领域中的应用。

离子注入光学晶体可以通过调制材料近表面的折射率形成波导结构，离子注入后经过合适的退火仍可以较好的保持晶格的完整性，可以保持光学晶体的非线性特性，因此有希望在波导层中实现非线性效应。该项目通过中能能量和快重离子注入光学晶体，包括铌酸锂（LN）晶体、近化学剂量比铌酸锂（SLN）、周期性极化铌酸锂（PPLN）晶体、钛酸锂（LiTaO3）、Na:CBN晶体等形成平面和条形、脊型波导结构，通过优化注入条件和后处理，降低了光在波导中的传输损耗，可以对光波的传输模式进行有效调控，通过RBS/C、SEM、Raman光谱等综合技术研究波导层的晶格结构变化，研究了注入条件所引起的折射率的变化机理，实现了波导中的倍频。该研究对于提高倍频效率，实现小型、紧凑的倍频器件，有利于实现光路的集成化，同时也将为其它晶体的波导倍频提供研究基础，不但有利于波导器件的集成化，还拓展了核技术在信息与材料领域中的应用。. 项目实施期间，发表SCI收录学术论文24篇，参加国际会议9人次， 举办、承办国际、国内学术会议3次，毕业博士研究生3人，获得博士学位，毕业硕士研究生1人，获得硕士学位，在读研究生4人。