[发明专利]一种质子交换铌酸锂渐变折射率分布的仿真方法

摘要

本发明提出一种与质子交换工艺过程相适应的铌酸锂渐变折射率分布的仿真方法。本发明首先进行质子交换和退火工艺过程控制，构建铌酸锂质子交换模型框架，计算得到退火后波导所支持模式的有效折射率。构建以铌酸锂渐变折射率波导样本的模式有效折射率和计算得到的相应模式有效折射率为基础的评价函数，进行参数搜索匹配，建立符合自身工艺条件的铌酸锂质子交换模型，实现不同工艺条件下铌酸锂渐变折射率分布的准确仿真。本发明不需要额外的工艺步骤，可获得基于自身研究条件下的晶体扩散参数，具有较高的准确性和针对性，克服了现有方案折射率分布重构过程的近似与不足，实现准确仿真质子交换铌酸锂渐变折射率分布及其光学特性的目的。

主权项

1.一种质子交换铌酸锂渐变折射率分布的仿真方法，其特征在于，首先控制质子交换和退火工艺过程，然后构建铌酸锂质子交换模型框架，计算得到退火后渐变折射率波导所支持模式的有效折射率，构建以铌酸锂渐变折射率波导样本测得的模式有效折射率和计算得到的相应的模式有效折射率为基础的评价函数，进行参数搜索匹配，建立符合自身工艺条件的铌酸锂质子交换模型，实现质子交换铌酸锂渐变折射率分布及其光学特性的准确仿真，质子交换和退火工艺过程如下：首先，选择为X切Y传或者Z切Y传的铌酸锂晶片，将其置于苯甲酸锂和苯甲酸的恒温混合液中进行质子交换；其次，测量质子交换后得到的平板波导的折射率和交换深度；再次，在通氧的环境下对质子交换后的铌酸锂晶片进行高温退火；最后，测试高温退火后得到的渐变折射率波导所支持的各个模式的有效折射率，铌酸锂质子交换模型包括以下几部分：首先，建立非线性扩散退火模块框架，计算退火后波导渐变折射率分布；然后，建立光学数值仿真模块，计算退火后渐变折射率分布波导在测试波长下所支持的各个模式的有效折射率；最后，构建评价函数并进行参数搜索，完成适应自身实验条件的非线性扩散退火模块的构建，设置扩散系数函数、扩散时间系数为变量进行参数搜索，通过评价函数来评判，最终确定扩散参数。