中红外4 μm波长下MgF2晶体脊形光波导的制备及特性研究（特邀）

为了研究离子与中红外晶体相互作用的机理，探索中红外晶体光波导的制备和性能，采用离子辐照技术结合精密金刚石刀切割，在MgF₂晶体材料中制备了深度17.5 μm、宽度14 μm的脊形光波导。采用SRIM软件模拟了C5+离子辐照MgF₂晶体的电子能量损伤和核能量损伤的过程，分析了波导的形成机理；模拟了波导的折射率变化，并对波导的近场模式进行了实验测量和理论模拟；采用热退火处理来降低波导的传输损耗，将传输损耗降低为0.4 dB/cm；微拉曼光谱证明离子辐照过程并未对MgF₂晶体波导区造成较大的晶格损伤。该工作表明，离子辐照技术结合划片机精密切割是一种十分成熟的脊形波导制备手段，制备的MgF₂晶体脊形光波导在中红外集成光学和光通讯领域具有广泛的应用前景。