1.一種質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,首先控制質(zhì)子交換和退火工藝過(guò)程,然后構(gòu)建鈮酸鋰質(zhì)子交換模型框架,計(jì)算得到退火后漸變折射率波導(dǎo)所支持模式的有效折射率,構(gòu)建以鈮酸鋰漸變折射率波導(dǎo)樣本測(cè)得的模式有效折射率和計(jì)算得到的相應(yīng)的模式有效折射率為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)函數(shù),進(jìn)行參數(shù)搜索匹配,建立符合自身工藝條件的鈮酸鋰質(zhì)子交換模型,實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布及其光學(xué)特性的準(zhǔn)確仿真。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,質(zhì)子交換和退火工藝過(guò)程如下:
首先,選擇為X切Y傳或者Z切Y傳的鈮酸鋰晶片,將其置于苯甲酸鋰和苯甲酸的恒溫混合液中進(jìn)行質(zhì)子交換;
其次,測(cè)量質(zhì)子交換后得到的平板波導(dǎo)的折射率和交換深度;
再次,在通氧的環(huán)境下對(duì)質(zhì)子交換后的鈮酸鋰晶片進(jìn)行高溫退火;
最后,測(cè)試高溫退火后得到的漸變折射率波導(dǎo)所支持的各個(gè)模式的有效折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,鈮酸鋰質(zhì)子交換模型包括以下幾部分:
首先,建立非線性擴(kuò)散退火模塊框架,計(jì)算退火后波導(dǎo)漸變折射率分布;
然后,建立光學(xué)數(shù)值仿真模塊,計(jì)算退火后漸變折射率分布波導(dǎo)在測(cè)試波長(zhǎng)下所支持的各個(gè)模式的有效折射率;
最后,構(gòu)建評(píng)價(jià)函數(shù)并進(jìn)行參數(shù)搜索,完成適應(yīng)自身實(shí)驗(yàn)條件的非線性擴(kuò)散退火模塊的構(gòu)建。設(shè)置擴(kuò)散系數(shù)函數(shù)、擴(kuò)散時(shí)間系數(shù)為變量進(jìn)行參數(shù)搜索,通過(guò)評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)評(píng)判,最終確定擴(kuò)散參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,鈮酸鋰漸變折射率波導(dǎo)樣本間僅交換時(shí)間或退火時(shí)間不同,每個(gè)鈮酸鋰漸變折射率波導(dǎo)樣本數(shù)據(jù)包括質(zhì)子交換后的深度、折射率和退火后漸變折射率波導(dǎo)所支持的波導(dǎo)模式的有效折射率。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,在質(zhì)子交換階段采用苯甲酸和苯甲酸鋰的混合液作為質(zhì)子源,溫度波動(dòng)控制應(yīng)小于1℃,在通氧的條件下進(jìn)行高溫退火,退火后晶相須在α相。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,鈮酸鋰質(zhì)子交換模型初始條件設(shè)定有平板波導(dǎo)深度、擴(kuò)散系數(shù)函數(shù)、擴(kuò)散時(shí)間系數(shù)、擴(kuò)散時(shí)間步長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,非線性擴(kuò)散退火模塊將質(zhì)子交換后形成的一定厚度的平板波導(dǎo)作為擴(kuò)散源,并用其折射率與鈮酸鋰基底折射率的差歸一化質(zhì)子濃度,選擇非線性擴(kuò)散模型描述質(zhì)子退火擴(kuò)散過(guò)程,得到退火后質(zhì)子濃度的分布,并重新轉(zhuǎn)換為退火后波導(dǎo)的折射率分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的質(zhì)子交換鈮酸鋰漸變折射率分布的仿真方法,其特征在于,評(píng)價(jià)函數(shù)為測(cè)試鈮酸鋰漸變折射率波導(dǎo)樣本各模式的有效折射率與計(jì)算得到的相應(yīng)各模式的有效折射率的標(biāo)準(zhǔn)差的和的平均值。