用于平面光波导的Ge20Sb15Se65薄膜光敏机理研究【毕业论文】.doc

本科毕业设计 （20 届） 用于平面光波导的Ge20Sb15Se65薄膜光敏机理研究 所在学院 专业班级 通信工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘要 【摘要】采用热蒸发工艺制备了沉积在载玻片上的Ge20Sb15Se65薄膜，测试了该薄膜在400~2500nm的透过曲线，用著名的Swanepoel的方法用来确定该薄膜的厚度（d）、折射率（n）和光学带隙，用台阶仪测试了薄膜的厚度和表面粗糙度，用椭偏仪测量了薄膜的折射率。测试结果和计算得到的结果相符合，带隙和查文献所得的带隙大致相同，说明利用热蒸发工艺可以制备光学性能良好的薄膜。用488nm的蓝光对薄膜进行光诱导，通过其Raman光谱对比分析，发现薄膜的结构发生了变化，且这种变化与辐射时间的长短有关系。 【关键词】光学特性；Raman谱；光诱导；结构变化。 Abstract 【ABSTRACT】Ge20Sb15Se65 glass prepared by melt quenching was depositeded on glass slices using thermal evaporation technique under vacuum , The transmission spectra ranged from 400 to 2500nm were measured. Well-known Swanepoel’s method is employed to determine the refractive index(n) and film thickness(d),as well as optical band gap. The thickness and refractive index were tested by Stylus Profiler and Ellipsometer respectively. The results of the two methods are consistent . It can be concluded that the films has perfect optical properties prepared by thermal evaporation technique. The prepared film was illuminated by laser with wavelength of 488nm for different time. The structural change of the thin film has been found after illuminated by Raman spectra analyzing. The changes of structure has some relationship with illumination time . 【KEYWORDS】Optical properties；Raman spectroscopy；；引言 V 1 硫系玻璃薄膜的制备及其应用 1 1.1 硫系玻璃简介 1 1.2 硫系玻璃薄膜及制备工艺 1 1.2.1 硫系玻璃薄膜的性质 1 1.2.2 硫系薄膜的应用 2 1.2.3 硫系薄膜的制备工艺 3 1.3 硫系薄膜的光敏机理 4 2 实验 9 2.1 玻璃靶材的制备 9 2.2 Ge20Sb15Se65薄膜的制备 11 2.3 光诱导和性能测试 13 3 数据分析及讨论 14 3.1 差示扫描量热法（DSC） 14 3.2 薄膜的XPS光电子能谱分析 14 3.3 薄膜的折射率、厚度和光学带隙 16 3.3.1 薄膜的折射率 16 3.3.2 薄膜的厚度和表面粗糙度 18 3.3.3 薄膜的吸收系数和光学带隙 19 3.4 光诱导Raman谱 21 4 总结 23 参考文献 24 致谢 26 引言 随着通信技术的发展，电子作为信息载体越来越满足不了通信的需求，用光子代替电子作为信息的载体是历史发展的必然趋势。目前，光信息处理的核心仍然依赖着微电子技术，光电信号转换能力的滞后和电子线路的限制已成为制约信息传输容量的瓶颈。因此，开发新型的光学器件成为了人们的共识。 硫系玻璃薄膜具有很高的折射率和独特的光敏性。在光照下，由于光子的作用，围绕硫属原子平均位置的核外电子轨道很容易产生非线性扭曲，导致硫系非晶半导体薄膜中出现较大的非线性极化率值，因此是一种能够满足光通信传输的非线性光学