[发明专利]离子交换法制作光波导的理论基础

权利要求书

1、在使用离子交换法制作光波导的过程中，折射率是形成波导的关键条件。而离子交换 法制作光波导的理论基础的核心内容就是阐述了是离子交换中的哪些因素以及这些因素又是 怎样来影响折射率的增加和减小的。

2、根据权利要求1所述的离子交换法制作光波导的理论基础，其特征在于，其应用场合 主要是以下被广泛采用的制作光波导的方法：当玻璃材料浸在含有一价碱离子的溶液或融盐 中时，由于一价碱离子与玻璃中的钠离子发生交换，在玻璃的表面折射率会发射相当大的改 变，从而形成光波导。该理论基础就是对该方法中的离子交换具有理论指导作用。

3、根据权利要求2所述的离子交换法制作光波导的理论基础，其特征在于，按照 Zachariaron的理论，可将玻璃的结构理解为一些不规则的连续网状结构。由于网格修饰离子 与网格的结合是不牢固的，很容易在网格之间发生迁移，与溶液或融盐中的一价碱离子在玻 璃表面发生交换。离子交换可以视作两种或两种以上离子之间的相互扩散。而离子交换使折 射率增加或减小。

4、根据权利要求1、2、3所述的离子交换法制作光波导的理论基础，其特征在于使用了 以下理论作为离子交换法制作光波导过程中折射率增加或减小的判据：

1)折射率与交换离子的原子大小尺寸有关

如果用Li⁺代替Na⁺或K⁺这样的大离子，玻璃网格在小离子的周围发生溃坍，产生相当 密集的结构，具有高的折射率；如果使用大离子替代小离子，网格膨胀，产生稀疏结构，得 到较低的折射率。

2)与电子位移极化率有关

如果用Tl⁺、Cs⁺、Ag⁺、Rb⁺或K⁺，这种电子位移极化率较大的离子替换了Na⁺这种电子 位移极化率较小的离子，折射率就会增加。