Способ изготовления оптического волновода на основе кристалла ниобата лития Советский патент 1987 года по МПК G02B6/10 

Изобретение относится к оптической электронике, в частности к интегральной оптике, и может быть использовано при создании устройств обработки оптических и радиосигналов,

Цель изобретения - увеличение показателя преломления и уменьшение оптических потерь в волноводе.

Согласно предлагаемому способу на полированную поверхность кристалла ниобата лития наносят пленку титана, диффундируют титан и затем обрабатывают кристалл в расплаве органической салициловой кислоты НОГ Нц СООН при 160-210°С в течение 1-60 мин.

Выбор сапициловой кислоты обусловлен тем, что константа диссоциации этой кислоты KQ. 1,0 X 10 существенно больше константы диссоциации бензойной кислоты, для которой Kjj 6,6 X 10 Это приводит к увеличению концентрации протонов Н в расплаве салициловой кислоты (по сравнению с бензойной) и, следовательно, к увеличению концентрации протонов, внедрившихся в волновод LiNbO : Ti, сформированный в кристалле ниобата лития после диффузии титана. Увеличение концентрации протонов приводит к дополнительному изменению диэлектрической проницаемости материала волноводного слоя (за счет увеличения поляризуемости) и к соответствующему увеличению его показателя преломления (an 75 0,3), Кроме того, салициловая кислота позволяет получить дополнительный полирующий эффект при обработке поверхности кристалла в ее расплаве, что приводит к уменьшению оптических потерь в волноводе до значений cid дБ-см ,

Выбор нижней границы температур-: ного интервала, в котором проводится обработка в расплаве салициловой кислоты, определяется температурой плавления кислоты (Тр ); верхняя граница этого интервала определяется температурой кипения кислоты ( 211 С), Выбор времени обработки t в расгшаве салициловой кислоты определяется тем, что при t 1 мин положительный эффект практически не заметен, а при t 60 мин параметры уже сформированного волновода меняются незначительно,

Пример, Для изготоапения волноводов используются полированные

5

0

5

0

5

40

45

50

55

кристаллы (пластины) ниобата лития 32x20x1,5 мм, изготовленные по стандартной технологии аналогично серийным пластинам ПЛ - 32x20x15 - ZX,

На одну грань кристалла (32x20 мм) на установке УВН-71 ПЗ наносится пленка титана марки ВТ-1 толщиной

о

10000 50 А, Диффузия титана проводится при 9 sot 0,5°С в течение 8 ч на стандарт{1ых печах типа СДО 125/ЧА, После проведения диффузии эта же грань кристалла погружается в расплав салициловой кислоты и выдерживается при 160-210°С в течение определенного времени. Используется салициловая кислота марки ХЧ, дополнительно очищенная путем трехкратной возгонки. Салициловая кислота помещается в кварцевый тигель и нагревается до указанной температуры в муфельной печи, температура которой задается с помощью терморегулятора ВРТ-3 с точностью t 0,,

После обработки в расплаве салициловой кислоты кристалл охлаждается; остатки кислоты удаляются с его поверхности этиловым спиртом. Определение приращения показателя преломления ьп в изготовленном волноводе проводится по стандартной методике путем измерения углов распространения

мод с использованием лазера ЛГ-44 и гониометра Г-5, Измерение оптических потерь (коэффициента ослабления,) в волноводе проводится путем фотографирования трека волноводной мода (т,е, рассеянного излучения, видимого на поверхности волновода) и дальнейшего фотометрирования на фотометре МФ-58, В таблице представлены параметры йп и с для возноводов, полученных предлагаемым и известным способами (для одинаковых температурно- временных режимов диффузии титана и обработки в расплав органических кислот).

Из таблицы видно, что параметры волноводов существенно улучшаются при использовании предлагаемого способа изготовления волноводов.

Формула изобретения

Способ изготовления оптического волновода на основе кристалла ниобата лития, включаюший нанесение пленки титана на полированную поверхность крИсталла, диффузию титана и последующую обработку в расплаве органической кис- лоты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения оптических

0,02

Редактор О, Бугир

Составитель В, Кравченко

Техред И.ПоповичКорректор Е. Рошко

Заказ 614/53Тираж 522Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

потерь, указанную обработку осуществляют в расплаве сагтциловой кислоты при температуре 160- 210 С в течение )-60 мин.

0,02

Волноводы LiNbO ;Ti (до обработки в кислотах) Т Т„

Изобретение относится к оптической электронике, в частности к интегральной оптике. Цель изобретения - уменьшение оптических потерь в волноводе. На одну из полированных граней кристалла ниобата лития наносят пленку титана. После осуществления диффузии титана эту грань кристалла погружают в расплав салициловой кислоты и выдерживают при 160-210°С в течение 1-60 мин. Удаляют с охлажденного кристалла остатки кислоты этиловым спиртом. В полученном волноводе измерение оптических потерь осуществляют фотографированием рассеянного излучения, видимого на его поверхности. 1 табл. ifi I (/) o со ел со ел to