《硫系薄膜熱光穩定性及其亞微米光波導的熱壓印研究》是沈祥為項目負責人，寧波大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：硫系薄膜熱光穩定性及其亞微米光波導的熱壓印研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：沈祥
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
熱壓印技術不受光學衍射的限制，壓印精度只取決於模具線寬的特點，有望取代光刻技術成為亞波長結構硫系光波導的主流製備技術。但現階段熱壓印硫系光波導存在著以下科學和技術問題：①硫系玻璃熱/光穩定性與結構的關係研究缺乏；②壓印過程中硫系玻璃與模具之間的粘連和材料的揮發引起波導結構的缺陷問題。本項目以研究三元Ge-Sb-Se玻璃系統的熱/光穩定性與平均配位數MCN之間關係為契機，最佳化獲得非線性套用並適合熱壓印的硫系玻璃組分，設計光波導結構實現其色散裁剪，通過硫系材料表面沉積高熔點Al2O3薄膜解決與模具粘連和材料揮發問題，旨在掌握具有自主智慧財產權的亞微米尺度硫系光波導熱壓印製備技術，實現該尺度下硫系光波導的零(負)色散特性和高非線性特性，並且完善硫系材料結構穩定性機理。研究工作為推動硫系光波導熱壓印技術的發展以及今後在超快Tbit/s全光信號處理集成光器件的套用提供理論依據和科學的實驗數據。
結題摘要
熱壓印技術不受光學衍射的限制，壓印精度只取決於模具線寬的特點，有望取代光刻技術成為亞波長結構硫系光波導的主流製備技術。但現階段熱壓印硫系光波導存在著以下科學和技術問題：①硫系玻璃熱/光穩定性與結構的關係研究缺乏；②壓印過程中硫系玻璃與模具之間的粘連和材料的揮發引起波導結構的缺陷問題。本項目系統研究三元Ge-Sb-Se玻璃系統的熱/光穩定性與平均配位數MCN 之間關係，發現了Ge含量在30%以下時GexSe1-x薄膜也具有光漂白的特性。在Ge-Sb-Se薄膜系統中同時存在著光漂白和光暗化現象，而在MCN約為2.7時接近光穩。最佳化獲得非線性套用並適合熱壓印的硫系玻璃組分，設計的硫系光波導脊寬在500～900 nm或脊高H在400～1000 nm範圍內，能實現波導的零色散和反常色散。最佳化了熱壓印的溫度、壓印時間和壓印壓強等工藝參數，掌握了具有自主智慧財產權的Ge15Sb20Se65和Ge12.5Sb10Se77.5硫系光波導熱壓印製備技術，壓印了相應的光波導，並測試了其光傳輸損耗，結果顯示其具有較低的傳輸損耗（約為0.7dB/cm）。研究工作為推動硫系光波導熱壓印技術的發展以及今後在超快Tbit/s 全光信號處理集成光器件的套用提供理論依據和科學的實驗數據。
