中红外晶体材料离子束改性及在导波光学中的应用

基本信息
批准号:11805113
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:程亚洲
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:管婧,卢鹏,程晨,李让,李子琦,逄驰
关键词:
快重离子辐照光波导结构中红外光学晶体波导激光
结项摘要

Swift heavy ion irradiation is an efficient method for crystal material surface modification. Through damage and defect mechanism, the irradiated ions change the refractive index distribution of the specific region of the material, forming optical waveguide structure at the surface of the material. Mid-infrared laser at wavelength range of 2~5 μm locates in the band of transmission window of atmosphere. The laser and optical waveguide devices working at this band have significant applications in many fields, such as medical diagnosis, environment monitoring, space optical communication and radar detection, etc.. In this project we will fabricate optical waveguides in mid-infrared crystals by using swift heavy ion irradiation, achieving single-mode mid-infrared laser transmission and single-mode mid-infrared waveguide laser output. The microstructure, refractive index distribution, propagation properties, thermal stability, micro-Raman spectrum, micro-fluorescence spectrum of the waveguides as well as waveguide laser will be systematically investigated. The effects of ion irradiation condition on the waveguide structure, waveguide performance and waveguide laser will be analyzed. The regulation law and physical mechanism of mid-infrared crystal modification induced by ion irradiation will be explored. The research of the project will provide experimental and theoretical references for the optimal mid-infrared waveguide fabrication scheme. The mid-infrared waveguide structure and waveguide laser produced in the project will have a broad application prospect in the fields of integrated optics and optical communication, and provide important references for investigating the interaction between irradiated ions and mid-infrared crystal.

快重离子辐照是一种有效的晶体材料表面改性技术,辐照离子通过损伤、缺陷机制,改变材料特定区域的折射率分布,从而在表面形成光波导结构。2~5 μm波段中红外激光位于大气层的透射窗口波段,该波段激光和光波导器件在医疗诊断、环境监测、空间光通讯和雷达探测等领域具有重要应用。 . 本项目将采用快重离子辐照技术,在中红外晶体中制备光波导结构,并实现中红外单模激光传输和中红外单模波导激光输出。项目将系统研究波导的微观结构、折射率分布、光束传输性能、热稳定性、微拉曼光谱、微荧光光谱和波导激光等特性,分析离子辐照条件对波导结构、性能和波导激光的影响;深入探讨离子辐照对中红外晶体的改性作用,揭示其调控规律及物理机制,为获得最佳的中红外光波导的制备方案提供了实验和理论依据。项目实现的中红外晶体光波导及波导激光在集成光学和光通讯领域具有广阔的应用前景,对研究辐照离子与中红外晶体相互作用具有重要的参考价值。

项目摘要

快重离子辐照是一种有效的晶体材料表面改性技术,辐照离子通过损伤、缺陷机制,改变材料特定区域的折射率分布,从而在表面形成光波导结构。2~5 μm波段中红外激光位于大气层的透射窗口波段,该波段激光和光波导器件在医疗诊断、环境监测、空间光通讯、激光雷达及光电对抗等领域具有重要应用。 .本项目采用快重离子辐照技术,在中红外晶体中制备光波导结构。系统研究波导的微观结构、折射率分布、光束传输性能、热稳定性、微拉曼光谱等特性,分析离子辐照条件对波导结构、性能的影响;深入探讨离子辐照对中红外晶体的改性作用,揭示其调控规律及物理机制,为获得最佳的中红外光波导的制备方案提供了实验和理论依据。项目实现的4μm波长下的中红外晶体光波导在集成光学和光通讯领域具有广阔的应用前景,对研究辐照离子与中红外晶体相互作用具有重要的参考价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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