Ti扩散LiNbO3单模波导参数测量：高斯分布与激光波长的精确计算

本文主要探讨了Ti扩散在LiNbO3（锂 niobate）波导中的应用，这是一种重要的光波导材料，因其非线性光学特性而被广泛用于光纤通信系统。研究者针对Ti扩散后形成的波导，其折射率呈现出高斯分布，这是由于Ti原子掺杂导致的折射率梯度效应。为了精确设计和优化这些单模波导，作者采用了两种不同的数学模型进行近似，分别是双曲正割分布和抛物线分布。 在光学理论的基础上，他们分别根据这两种分布对应的本征值方程（Eigenvalue Equation），推导出了在特定波长下的单模波导参数计算公式。这里的本征值方程是对波动问题的数学表述，它与系统的特性紧密相关，对于确定波导的截止频率、模式尺寸等关键参数至关重要。波导折射率的高斯分布使得本征值方程更为复杂，需要通过数值方法或近似解析解来求解。 实验部分，研究者选择了两个具体的波长——4880纳米（4880Å）和6328纳米，使用棱镜耦合器进行单模波导参数的测量。棱镜耦合器是一种常见的光学元件，用于测量波导的光束传输特性。通过实验数据，验证了理论计算的准确性，并对测量结果进行了深入的理论分析。 通过对Ti扩散LiNbO3波导的本征值方程处理和实际测量结果的对比，本文不仅提供了设计和分析单模波导的重要工具，还展示了如何将理论与实验相结合，优化光波导的设计性能，这对于光电子技术的发展具有实际意义。这项工作对于理解材料物理特性、改进光波导器件的设计以及提高通信系统的性能都具有关键价值。