Cs-K离子交换制备KTiOPO4晶体1.54μm单模平面波导

"该文详细探讨了通过Cs+-K+离子交换在Z切KTiOPO4（磷酸钛氧钾）晶体上创建1.54μm波长单模平面波导的过程和特性。作者利用棱镜耦合法测量了波导的暗模谱，发现表面折射率增加，有效折射率在不同方向有特定数值。文章采用了指数分布模型来估算波导的折射率分布，并通过多角度入射的椭偏测量进行修正，以精确确定波导的折射率分布。这种方法对于研究单模光波导的折射率分布提供了有效途径。文章还涉及KTP晶体的非线性光学和电光性质，以及离子交换技术在创建光波导中的应用。关键词包括Cs+离子交换、椭圆偏振测量和单模KTP波导。" 文章深入研究了在KTP晶体上制备单模平面波导的技术，尤其是Cs+离子替换钾离子的过程，这导致晶体表面折射率的增加。在430℃的温度下，经过15分钟的离子交换，晶体表面形成了一层可支持1.54μm光波传播的单模波导。通过棱镜耦合法，研究人员获取了波导的暗模谱，从而能够分析波导的折射率特性。 研究中，单模波导的x，y和z方向的有效折射率分别测得为1.7321，1.7376和1.8181。为了更准确地理解波导的折射率分布，科研团队使用了指数分布模型，这是一种常用的近似方法。通过对模型的计算，他们得出了一系列可能的波导深度和折射率变化值。然而，为了进一步精确化，他们结合多角度入射的椭圆偏振测量数据对模型进行了修正。 椭圆偏振技术是测定薄膜光学性质的重要无损检测手段，它可以提供关于波导内部结构的宝贵信息。通过分析反射光的椭圆偏振状态，研究者能够揭示波导内部的折射率分布，这在优化和设计光波导器件时至关重要。 文章强调了KTP晶体在非线性光学和电光器件中的广泛应用，其特殊的晶体结构允许通过离子交换形成光学波导。文中引用了先前的研究，如Bierlein等人利用Rb+离子交换的方法，以及Savatinova等人关于Cs+离子交换的研究，这些都为理解离子交换过程如何影响波导的形成提供了基础。 总结来说，该文详细阐述了 Cs+-K+离子交换在KTP晶体上制造单模平面波导的物理机制和实验步骤，展示了通过椭圆偏振测量优化波导折射率分布的技术，为光波导的研究和设计提供了新的方法和理论支持。