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脊型光波导是马赫增德尔(Mach-Zehnder,M-Z)干涉计、调制器和微环谐振器等光子器件的基本结构单元,它较条形掩埋光波导具有更小的横截面和更大的折射率差,对导波光的束缚能力更强,适合制作低损耗弯曲波导结构器件,而且其侧壁消逝场强,适用于高灵敏度的生化传感器,同时,脊型波导结构也有利于光波导器件的微型化、集成化和阵列化,因此在学术界和工业界,脊型光波导已经成为一个研究热点。 本论文从脊型光波导的光波导基础理论、制备工艺、结构形貌表征和光波导性能测试四个方面展开了研究工作。具体的研究工作主要包括以下内容: 1)根据光波导理论对平面光波导的导波传播特性、波动方程和模式本征方程进行了分析和计算,并进一步利用(Finite Difference Beam Propagation Method,FD-BPM)FD-BPM软件对平面光波导和渐变折射率光波导的场分布进行了模拟仿真,最后对脊型介质光波导的马卡蒂里(Marcatili)和有效折射率(Effective Index Method,EIM)分析法进行了分析; 2)对钛扩散铌酸锂光波导的折射率分布进行了模拟仿真,设计了钛扩散铌酸锂脊型光波导制备工艺流程,并对钛扩散铌酸锂平面光波导的反应离子刻蚀进行了系统研究,得到了脊型波导结构的优化刻蚀参数,最后对优化刻蚀参数下的脊型光波导的结构和形貌进行了表征; 3)对先刻蚀后离子交换和先离子交换后刻蚀两种方法制备的离子交换脊型玻璃光波导进行了模拟仿真,成功制备了离子交换脊型玻璃光波导,对玻璃脊型结构的湿法刻蚀影响参数,包括HF浓度、NH4F浓度和温度进行了研究,搭建了棱镜耦合测试装置并对脊型玻璃光波导的导波性能进行了测试,最后对湿法刻蚀后的脊型结构形貌进行了不同方式的表征。