金属纳米晶硫卤玻璃中超快非线性增强及低温热极化直写光波导研究

发展全光网络是光通信发展的必然趋势，针对目前光通信用石英光纤等全光器件难以与其它光电元件集成，而硫卤玻璃兼具硫系玻璃的良好稳定性和卤化物玻璃的低损耗宽透过率范围等双重优点，以及高三阶非线性极化率、低成本、易制备、易集成，尤其适合于加工成平面一维光波导等。本项目提出利用离子注入在硫卤玻璃中形成金属纳米晶体，一方面对玻璃表面进行改性，提高玻璃表面强度，克服实际使用中脆性问题；另一方面，由于纳米金属颗粒的局域场增强效应和表面等离子体共振吸收产生三阶非线性增强，利用飞秒激光超外差-光Kerr效应研究玻璃的超快非线性增强机理。同时，通过低温热极化，在玻璃的极化和非极化区域产生较大的折射率变化，实现光波导的直接写入，是一种简单、易操作、效果好的波导写入方法，克服硫卤玻璃离子交换技术光波导写入时难以匹配低温熔盐问题。金属纳米晶硫卤玻璃由于良好的非线性光学等特性将成为光开关、光波导等的重要使用材料。