[发明专利]一种掺镁铌酸锂畴结构的制备方法

说明书

本发明提供一种掺镁铌酸锂畴结构的制备方法，所述制备方法通过依次在掺镁铌酸锂晶体表面进行第一次涂覆光刻胶、光刻与显影、镀膜、剥离光刻胶、第二次涂覆光刻胶和加压极化制备金属电极图案，实现制备掺镁铌酸锂晶体畴结构，通过两次涂覆光刻胶和加压极化的制备方法，能够在较大厚度的掺镁铌酸锂表面得到任意的、均匀的、贯穿的、稳定存在的畴结构，成品率高，所述制备方法简单，且操作安全。

技术领域

本发明涉及铌酸锂晶体技术领域，尤其涉及一种掺镁铌酸锂畴结构的制备方法。

背景技术

目前准位相匹配理论提出，通过周期性调制晶体的非线性系数，利用超晶格的倒格矢来补偿频率转换中的位相失配，实现频率转换的效率增强。在铁电晶体中，可以通过改变铁电畴的方向来实现这一目的，所以周期性畴结构的制备工艺一直是一个研究的热点。

铁电体因拥有特殊的电畴结构，可以通过对铁电体的周期性畴反转制作周期性的调制结构来实现准相位匹配。铌酸锂单晶具有优良的压电性能、电光性能及非线性光学性能，获得了普遍应用。

1980年冯端、闵乃本课题组通过提拉法，在铌酸锂晶体的生长过程中控制极化方向，从而制作了周期性层状铁电畴结构，该方法制备的周期极化铌酸锂基本能够实现准相位匹配，但是生长周期难以精确，畴界比较模糊，倍频转换效率不高(参见“Enhancement ofsecond-harmonic generation in LiNbO₃ crystals with periodic laminarferroelectric domains”，N.B.Ming等，Appl.Phys.Lett.37，607(1980))；化学扩散法，比如锂离子扩散法，该方法可以制备比较精准的周期结构，但由于扩散的原因，畴结构的反转难以贯穿(参见“Blue light generated by frequency doubling of laser diode lightin a lithium niobate channel waveguide”，J.Webjorn等，IEEEPhoton.Technol.Lett.1，316(1989))；电子束直写法，该方法制备的畴结构连续性和均匀性不够好(参见“Domain inversion in LiNbO₃ using direct electron-beam writing”，A.C.G.Nutt等，Appl.Phys.Lett.60，2828(1992))；1993年M.Yamada等人在室温下，通过外加高压对LN进行极化(参见“First-order quasi-phase matched LiNbO₃ waveguideperiodically poled by applying an external field for efficient blue second-harmonic generation”，M.Yamada等，Appl.Phys.Lett.62，435(1993))。但M.Yamada等人利用半导体工艺，通过外加高压，实现对0.5mm厚的铌酸锂晶体的畴结构制备。由于铌酸锂晶体的矫顽场很大，所施加电压需要很大，操作不安全；而且使用该方法制备的畴结构不易贯穿，畴结构不完整。

因此，开发出一种能够制备出任意的、均匀的、贯穿的、持久的畴结构，有广泛的应用前景。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种掺镁铌酸锂畴结构的制备方法，所述制备方法通过在掺镁铌酸锂晶体表面进行两次涂覆光刻胶和加压极化，制备出金属电极图案，能够在较大厚度的掺镁铌酸锂表面得到任意的、均匀的、贯穿的、稳定存在的畴结构，成品率高，所述制备方法简单，且操作安全。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种掺镁铌酸锂畴结构的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)掺镁铌酸锂晶体依次进行第一次涂覆光刻胶、一次烘干、光刻、显影和镀膜，得到初处理掺镁铌酸锂晶体；