论文部分内容阅读
本课题介绍了二氧化锗全反射型空芯光波导的特点及应用，并采用酸诱导液相沉积法在石英玻璃管内壁上生长二氧化锗内反射膜，GeO2能够与OH-离子反应生成可溶性锗酸根离子，从而使GeO2在氨水和氢氧化钠溶液中的溶解度大大提高。通过向所合成的锗酸根离子前驱液中加入酸，使锗酸根离子被逐步分解为GeO2溶质析出。将酸化的锗酸根离子水溶液通入石英毛细管，可在毛细管内壁上逐渐液相沉积生长出GeO2陶瓷膜。将试样在GeO2的熔点（1115℃）附近热处理，可以得到致密的GeO2膜。本课题通过控制前驱液的制备参数，酸诱导液相沉积反应过程以及热处理的工艺参数，对二氧化锗反射膜的形貌、物相结构、厚度以及空芯光波导对二氧化碳激光传输损耗进行了研究和讨论，最终获得较佳的制备工艺。实验结果表明GeO2-氨水体系制备的GeO2空芯光波导对二氧化碳激光的直线传输损耗为0.19dB/m-2.44dB/m。当前驱体的固含量从5%增大到7%制备的二氧化锗空芯光波导的传输损耗降低，前驱体的固含量为8%和9%制备的空芯光波导的传输损耗大于固含量为7%。随着沉积时间、沉积次数和pH的增大，制备的二氧化锗空芯光波导的传输损耗先降低后增大。传输损耗随pH的改变总体上变化不大。当采用硝酸、硫酸和磷酸做为诱导酸时，硝酸制备的空芯光波导的损耗最大，磷酸为诱导酸制备的空芯光波导的传输损耗最小。当烧结温度从1110℃增长到1130℃时，制备的二氧化锗空芯光波导的传输损耗逐渐降低。当烧结温度为1140℃和1150℃时，制备的样品的光波导的小。GeO2-氢氧化钠体系制备的GeO2空芯光波导对二氧化碳激光的直传输损耗要大于烧结温度为1130℃制备的样品。随着热处理时间的增大直线传输损耗先降低后又增大；冷却到室温取出的空芯光波导的传输损耗比在高温取出的空芯线传输损耗为0.18dB/m-2.70dB/m。其他参数不变的情况下，随着前驱体的固含量的增加直线传输损耗逐渐变小；随着沉积时间的增长直线传输损耗先增大然后逐渐降低；随着沉积次数和pH的增加传输损耗逐渐变大；传输损耗随热处理温度和热处理方式的变换情况与二氧化锗-氨水体系的变化情况相同；随着热处理时间的增大直线传输损耗先降低后又增大。