| 摘要 | 第1-3页 |
| Abstract | 第3-5页 |
| 目录 | 第5-8页 |
| 第一章 前言 | 第8-14页 |
| 1．1 引言 集成光学的产生和发展 | 第8-9页 |
| 1．2 玻璃集成光学 | 第9-10页 |
| 1．3 离子交换玻璃集成光学 | 第10-11页 |
| 1．4 本论文的研究范围 | 第11-14页 |
| 第二章 熔盐离子交换 | 第14-39页 |
| 2．1 引言 | 第14-16页 |
| 2．1．1 熔盐离子交换法的历史和用途 | 第14-16页 |
| 2．1．2 研究的现状 | 第16页 |
| 2．2 离子交换的物理和化学性质 | 第16-22页 |
| 2．2．1 玻璃中离子的电导率 | 第16-17页 |
| 2．2．2 离子交换的驱动机制 | 第17-19页 |
| 2．2．2．1 热交换过程 | 第18-19页 |
| 2．2．2．2 电场辅助 | 第19页 |
| 2．2．3 熔盐离子交换的材料和条件 | 第19-22页 |
| 2．2．3．1 玻璃和掺杂离子 | 第19-22页 |
| 2．2．3．2 温度 | 第22页 |
| 2．2．3．3 交换离子的相对大小和基片的组分 | 第22页 |
| 2．3 实验条件和过程参数 | 第22-27页 |
| 2．3．1 实验设备 | 第22-25页 |
| 2．3．1．1 反应炉、坩锅、交换盐 | 第23-24页 |
| 2．3．1．2 控制设备 | 第24页 |
| 2．3．1．3 清洗的注意事项 | 第24-25页 |
| 2．3．1．4 电场辅助交换的特殊要求 | 第25页 |
| 2．3．2 反应过程 | 第25-26页 |
| 2．3．3 多步反应过程 | 第26-27页 |
| 2．3．4 波导的后处理过程 | 第27页 |
| 2．4 波导的属性 | 第27-39页 |
| 2．4．1 折射率变化和掺杂离子浓度的关系 | 第27-31页 |
| 2．4．1．1 化学变化 | 第27-29页 |
| 2．4．1．2 应力 | 第29-31页 |
| 2．4．2 折射率变化分布 | 第31-39页 |
| 2．4．2．1 相对迁移率的影响 | 第31-33页 |
| 2．4．2．2 温度和时间的效应 | 第33-39页 |
| 第三章 玻璃离子交换波导的理论分析 | 第39-67页 |
| 3．1 离子交换过程的模拟 | 第39-48页 |
| 3．1．1 离子在玻璃中的扩散和迁移 | 第39-41页 |
| 3．1．2 离子源和玻璃界面处的反应平衡和动力学 | 第41-42页 |
| 3．1．3 反应方程的一维解：平板波导的制造 | 第42-45页 |
| 3．1．4 反应方程的二维解：沟道波导的制造 | 第45-48页 |
| 3．2 离子交换产生的折射率变化 | 第48-49页 |
| 3．3 离子交换波导中的光传输模拟 | 第49-56页 |
| 3．3．1 光波导的模式属性 | 第50-51页 |
| 3．3．2 平板波导的WKB分析法 | 第51-54页 |
| 3．3．2．1 模式传播常数的计算 | 第51-53页 |
| 3．3．2．2 反WKB法 | 第53页 |
| 3．3．2．3 平板波导的模场分布 | 第53-54页 |
| 3．3．3 求解波导模式的方法 | 第54-55页 |
| 3．3．4 光线传输法(BPM) | 第55-56页 |
| 3．4 本文所做的理论研究 | 第56-67页 |
| 3．4．1 掺杂离子浓度的分布 | 第57-60页 |
| 3．4．1．1 一次离子交换反应 | 第57-58页 |
| 3．4．1．2 二次离子交换反应 | 第58-59页 |
| 3．4．1．3 电场辅助热处理过程的模拟 | 第59-60页 |
| 3．4．2 波导的光学特性模拟 | 第60-67页 |
| 3．4．2．1 对于光场分布的模拟 | 第61-62页 |
| 3．4．2．2 对于光场传输的模拟 | 第62-67页 |
| 第四章 实验工艺流程 | 第67-76页 |
| 4．1 工艺流程 | 第67-72页 |
| 4．1．1 工艺中的清洗流程 | 第67-68页 |
| 4．1．2 铝膜的淀积流程 | 第68页 |
| 4．1．3 光刻流程 | 第68-70页 |
| 4．1．3．1 匀胶 | 第69页 |
| 4．1．3．2 前烘 | 第69页 |
| 4．1．3．3 曝光 | 第69页 |
| 4．1．3．4 显影 | 第69-70页 |
| 4．1．3．5 后烘 | 第70页 |
| 4．1．4 湿法刻蚀掩模图形 | 第70页 |
| 4．1．5 器件端面抛光 | 第70-72页 |
| 4．1．5．1 粘片 | 第71页 |
| 4．1．5．2 粗磨 | 第71页 |
| 4．1．5．3 抛光 | 第71-72页 |
| 4．1．5．4 清洗 | 第72页 |
| 4．2 多步离子交换过程 | 第72-74页 |
| 4．2．1 离子交换反应过程 | 第72-73页 |
| 4．2．2 电场辅助热处理过程 | 第73-74页 |
| 4．3 实际工艺中需要注意的问题 | 第74-76页 |
| 第五章 实验结果与分析结论 | 第76-88页 |
| 5．1 光波导的光学性能测试 | 第76-80页 |
| 5．1．1 光波导的光学性能测试系统 | 第76-77页 |
| 5．1．2 波导的光学测试结果及分析 | 第77-80页 |
| 5．1．2．1 近场光斑实验数据与理论数据的比较 | 第77-78页 |
| 5．1．2．2 各种反应条件对一次离子交换波导性能的影响 | 第78-79页 |
| 5．1．2．3 电场辅助热处理对波导性能的影响 | 第79-80页 |
| 5．1．2．4 二次离子交换对波导性能的影响 | 第80页 |
| 5．2 离子浓度分布的直接测量 | 第80-85页 |
| 5．2．1 扫描电子显微镜的工作原理 | 第80-82页 |
| 5．2．2 样品的离子浓度测试结果与结论讨论 | 第82-85页 |
| 5．2．2．1 面扫描的应用——标样法确定系统参数 | 第82-84页 |
| 5．2．2．2 线扫描——分析离子浓度变化趋势 | 第84-85页 |
| 5．2．2．3 点扫描——检验理论模型 | 第85页 |
| 5．3 实验结果的综合讨论 | 第85-88页 |
| 第六章 总结 | 第88-89页 |
| 致谢 | 第89页 |