集成光学是集光学、微波理论、激光技术、微电子学及光电子学于一体的边缘学科。它的出现和发展与光通信的发展是分不开的。1969 年美国贝尔实验室提出了光集成这一概念，从而成为这个领域中最早的开拓者之一。在集成光路中，由于光波导传播损耗小，制作成本低廉，且易于与其他光电元件集成，能够很好地与光纤兼容。所以把各个分立元件连结起来的关键元件就是光波导。我们实验室采用离子交换法制作光波导。由于制作光波导的工艺非常复杂，所以一定程度上还停留于实验室研制阶段。光波导传输损耗这个参数的精确测量就是把光波导器件从实验室推向实用和商用的一个重要环节。本文正是出于这种考虑，尝试了两种对平面光波导传输损耗进行快速、精确、无损测量的方法。本文一开始介绍光波导的制作方法，光波导的制作方法可分两类：一类是把材料沉积在衬底上形成薄膜，包括溶液淀积、真空蒸发、高频溅射、等离子体聚合等方法；另一类是利用某些化学或物理效应在衬底本身产生一个较高折射率薄层。例如扩散、离子交换、质子交换和离子注入等。第一类方法获得的波导层与衬底间的折射率变化是阶跃的，而第二类方法获得的波导折射率是渐变的。我们实验室采用的是离子交换法。这种方法制作出来的光波导稳定并可使其性能得到优化，具有更低的传输损耗和偏振相关性，可以支持限定的模式，且能够很好地与光纤55<WP=62>平面光波导损耗测试兼容。在光波导测量时，要想把光束耦合入、耦合出波导，必须使入射光束沿水平方向的相速与波导中某个预定导模的相速匹配。以棱镜耦合为例，如果入射光束在棱镜底部发生全反射，则在棱镜中将形成光学驻波场。这样，在棱镜与波导之间的空气隙中就会产生消逝场，在满足相位匹配的条件下，消逝场的尾部可以一直延伸入波导。同时，波导中的导波也会在波导的界面处发生全反射，从而，导模的消逝场也出现在空气隙中。正是由于这两部分消逝场的重叠，导致了入射光波与导模间的耦合。本文接着讲述了光波导的传输损耗，介绍了光波导的三部分损耗：吸收损耗、散射损耗、辐射损耗。以上述理论为基础，本文详细地介绍了两种平面光波导损耗的测试方法，对称棱镜耦合法和散射光测量法。具体如下：一、用对称棱镜耦合法测试平面光波导的损耗。1．用一个对称棱镜作为输入、输出耦合器实现了光波在波导中的 输入和输出。2．实现了对波导中的导模的逐个激励，并用软件实时在电脑中显 示其耦合的同步角。同时用探测器（光电池）测得在耦合状态 与非耦合状态下棱镜的折射光强。3．用探测器（光电池）测得在耦合状态下波导端面的出射光强。4．在电脑中读取各最佳激励位置时的角度，计算出入射角，由该 角度值计算出各模式的有效折射率，并进一步算出光波导的传 输损耗。二、用散射光法测试平面光波导的损耗1．用一个对称棱镜作为输入、输出耦合器实现了光波在波导中的 56<WP=63>平面光波导损耗测试 输入和输出。2．实现了对波导中的导模的逐个激励，并用软件实时在电脑中显 示其耦合的同步角。在各最佳激励位置时，用 CCD 拍摄在由 散射光在波导中形成的传输线，并将此输入电脑。3．用软件对传输线进行分析，得到波导的传输损耗。在第四章中，对以上各环节本文都有详细介绍，并给出实验的原始图像和原始数据及误差分析。这两种测试光波导传输损耗的方法具有实验仪器价格低廉，操作简单，测量准确等优点。最大的优点是比其它方法相比，实验时间短，可以大批量的测量波导，在波导制作的设计与优化中有很大的意义和实用价值。