發(fā)布時(shí)間：2020-12-08 20:07

　　器件的微型化已成為現(xiàn)今技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),對(duì)材料進(jìn)行改性研究以制備出微米級(jí)、亞微米級(jí)甚至深亞微米級(jí)器件具有重要意義。離子注入是一項(xiàng)成熟的材料改性技術(shù),可通過(guò)控制注入離子的種類(lèi)、能量及劑量達(dá)到對(duì)材料特定深度及程度的改性。其原理是基于離子與固體的相互作用。離子注入固體的過(guò)程即離子在固體中損失能量最終沉積于固體內(nèi)的過(guò)程,這一能量損失過(guò)程可分為入射離子與固體中電子發(fā)生非彈性碰撞的電子能量損失,以及入射離子與固體原子核發(fā)生彈性碰撞的核能量損失。電子能量損失和核能量損失在利用離子注入技術(shù)制備光波導(dǎo)時(shí)起著不同卻重要的作用。光波導(dǎo)是集成光學(xué)和集成光電子學(xué)的重要元件,尺寸為微米級(jí)。其特征結(jié)構(gòu)是折射率較高的區(qū)域被折射率較低的區(qū)域包圍,光基于全反射原理被限制在高折射率區(qū)域。在離子注入光學(xué)晶體制備光波導(dǎo)的研究理論中,電子能量損失在離子注入晶體的大部分射程區(qū)域起主要作用,而核能量損失則在射程末端起主要作用。電子能量損失可能會(huì)引起射程區(qū)域的折射率增加形成勢(shì)阱,而核能量損失會(huì)使射程末端形成低折射率的位壘,空氣與位壘之間的區(qū)域即形成波導(dǎo)區(qū)�；�于材料性質(zhì)以及注入條件的不同,離子注入光學(xué)晶體制備出的光波導(dǎo)主要有位壘型及勢(shì)阱+... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．２．１波導(dǎo)的圖示：（ａ）平面波導(dǎo)，（ｂ）－（ｄ）條形光波導(dǎo)，（ｅ）圓柱形光波導(dǎo)，圖中藍(lán)色區(qū)域均??

光波導(dǎo)是一種將光限制在微米級(jí)尺寸傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，光??波導(dǎo)可分為平面光波導(dǎo)、條形光波導(dǎo)（二維光波導(dǎo)）以及圓柱型光波導(dǎo)（光纖），??如圖２．１．１所示。不同類(lèi)型的光波導(dǎo)的共同之處在于，波導(dǎo)區(qū)的折射率大于其周??圍區(qū)的折射率�；�于幾何光學(xué)的全內(nèi)反射原理，光被限制于波導(dǎo)區(qū)傳播。??＾?０??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）?（ｄ）?（ｅ）??圖２．２．１波導(dǎo)的圖示：（ａ）平面波導(dǎo)，（ｂ）－（ｄ）條形光波導(dǎo)，（ｅ）圓柱形光波導(dǎo)，圖中藍(lán)色區(qū)域均??為折射率較高的區(qū)域??光波導(dǎo)理論??光波導(dǎo)研究的基本問(wèn)題涉及光場(chǎng)沿橫截面的分布，光沿縱向傳播的速??９??

襯底區(qū)??圖２．２．３棱鏡耦合儀原理示意圖??特定入射角時(shí)，棱鏡底部的光幾乎全部耦合進(jìn)光波導(dǎo)，即光在中的縱向傳播常數(shù)相同而產(chǎn)生共振，此時(shí)接收器接收的光強(qiáng)驟），形成暗場(chǎng)，故此性質(zhì)又稱(chēng)為光波導(dǎo)的暗模特性。??Ｍ軟件的理論是針對(duì)可能出現(xiàn)漏模的離子注入光波導(dǎo)而考慮非算，也適用于其他方式制備的光波導(dǎo)。將光波導(dǎo)中的波導(dǎo)區(qū)和勢(shì)，上述棱鏡耦合過(guò)程中的光進(jìn)入光波導(dǎo)前行的同時(shí)在層與層的界結(jié)合邊界條件可得任意層的反射系數(shù)繼而得到折射率。該理論與行修正，并提供了雙半高斯曲線(xiàn)組成的離子注入平面光波導(dǎo)的折上述棱鏡耦合實(shí)驗(yàn)中下降峰對(duì)應(yīng)的有效折射率被用于折射率的重


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