一、Preparation of Magneto-Optic Ce:YIG Thin Films for Integrated Optical Isolator（论文文献综述）
李航天[1]（2021）在《硅基磁光波导的非互易性研究》文中提出随着现代片上集成光学的发展,作为集成光系统中必不可少的非互易光波导迅速成为了研究热点,朝着更加小型化、集成化和智能化的方向发展。本文从磁光效应和磁光材料产生非互易性的物理本质出发,在非互易光波导的理论推导、数值计算以及仿真设计等方面开展了如下研究。1.推导了具有非互易特性传播特性的色散方程。首先从麦克斯韦方程出发,推导了在磁场作用下,旋磁和旋电两类磁光材料的磁导率和介电常数的非对称矩阵表示。应用这两类材料,研究了一种在硅和磁光材料界面处传播的非互易表面磁等离激元（Surface Magneto Plasmons,SMPs）,发现在特定的频率范围内,基模和高阶模式的SMPs均具有一定的单向传播区域。所谓单向传播,即波导的一个方向可以通光,在另一传播方向该模式是截止的,即可以实现光隔离的功能。2.通过对色散方程进行数值计算,研究了单向传播模式的存在条件及带宽。通过数值计算色散曲线和磁光材料的能带结构,发现两类磁光材料在银-硅-磁光材料的平面波导结构中具有相似的特性,硅厚度的增加使高阶模式出现在频率更低的位置,压缩基模的单向传播区。外磁场的增大能够提高单向传播的频率,但也存在着引入高阶模式的问题。通过优化波导的结构参数,发现旋磁材料YIG的单向传播频段在GHz波段,最大隔离带宽达到2.45GHz,旋电In Sb的单向传播频段在THz波段,最大隔离带宽达到3.9THz,该方案在实现GHz和THz波段隔离上具有广阔的应用前景。3.仿真了一种跑道型磁光微环隔离器。由于基于直波导表面磁等离激元的隔离方案很难将隔离频段近一步提高,本文还通过仿真研究了一种基于磁光微环谐振腔结构,实现1550nm波段隔离的方案。推导了非互易相移效应及磁光微环的基础理论公式,优化了截面磁光材料的尺寸使非互易相移值达到6450deg/cm。通过仿真半径为50μm的跑道型磁光微环,发现施加40μm的Ce:YIG,该跑道型磁光微环能够在波长1542.53nm处达到20.4dB隔离度。
朱其峰[2]（2020）在《基于离子注入和飞秒激光烧蚀制备磁旋光玻璃波导》文中研究表明光路中的反向传输光对光源和光学系统有不良影响,因此需要对反向光进行隔离。光学隔离器是一种光无源设备,在光路中仅允许光沿一个方向通过,其功能是隔离由于各种原因引起的反向传输光,从而提高光传输效率。随着光通信技术的进一步发展,人们对包括集成化和功能化在内的光隔离器性能指标也提出了更高的要求,对新一代光隔离器的研究已成为光通信系统的需求。另一方面,光波导是集成光学的基本单元。因此,结合了隔离器和光波导特性的波导隔离器逐渐成为研究热点。而波导隔离器的性能优劣取决于其波导结构的性能好坏,因此制备出性能优良的波导结构至关重要。按几何结构区分,光波导可以分为平面光波导和通道光波导。离子注入技术是一种重要的用于材料表面改性的技术,是制备波导结构的重要方法之一。其广泛的材料适用性、注入离子的能量和剂量可控、离子选择性广、无污染,迄今为止人们使用离子注入技术已经在超过100种光学材料上成功制备出光波导结构。离子注入方法一般只能制备出在一个方向上对光的传输进行限制的平面光波导结构,而通道光波导结构能够在两个维度空间上对光的传输进行限制,更有利于集成化,具有更加广阔的应用前景。如今比较常用的制备通道光波导结构的方法主要是通过将离子注入方法和飞秒激光烧蚀等微加工技术相结合,该种方法的优点是制备过程相对简单且制备出的波导结构性能优良,是一种具有广泛应用前景的制备工艺。磁旋光玻璃由于其出色的特性（高Verdet常数,优异的均匀性,高损伤阈值和较低的非线性折射率）而成为光通信系统和高功率激光系统中光隔离器和循环器中最常用的法拉第旋转材料之一。本论文选用磁旋光玻璃作为制备磁光波导的材料。本论文主要内容是利用离子注入和飞秒激光烧蚀等微加工技术在磁旋光玻璃中制备平面和通道光波导结构。通过各种光学表征实验探讨了波导的形成机理,分析了波导折射率变化的原因,研究了波导的光传输特性。研究内容为制备磁光隔离器提供了实验依据。主要工作内容如下:1. 氦离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导采用能量为400 ke V,剂量为6.0×1016 ions/cm2的He+离子注入磁旋光玻璃样品制备平面波导结构,并对波导性能进行了光学表征。利用SRIM 2013软件模拟了氦离子注入的损伤分布,结果表明核能量损失是造成波导折射率改变的主要因素。波导的暗模特性图表明波导共激发了4个模式,且所有模式的有效折射率都小于磁旋光玻璃基质的衬底折射率,是一种典型的位垒型波导结构,能够很好的限制光的传输。2. 硅离子注入和飞秒激光烧蚀制备磁旋光玻璃平面和通道光波导采用能量为6.0 Me V、剂量为2×1015ions/cm2的硅离子注入结合飞秒激光烧蚀微加工技术在磁旋光玻璃中制备平面和通道光波导结构。重离子注入形成波导折射率改变的机制是由电子能量损失和核能量损失共同决定的。SRIM和RCM拟合结果表明波导的折射率分布是典型的“势阱”+“位垒”类型,这种类型的光波导能够很好的限制光的传输。我们分别测量和模拟了波导的近场光强分布,实验结果和理论模拟相符合。测量得出平面波导和通道波导的传播损耗分别为2.3 d B/cm和3.4 d B/cm。3. 双能量碳离子注入和飞秒激光烧蚀制备磁旋光玻璃平面和通道光波导我们通过采用能量为（6+5.5）Me V、剂量为（8+4）×1013 ions/cm2的碳离子注入结合飞秒激光烧蚀微加工技术在磁旋光玻璃中制备了通道光波导结构。双能量注入能够显着增加“光学位垒”的宽度,从而大大加强波导对光的限制能力。在532 nm和976 nm波长下分别测量了波导结构的近场光强分布,结果表明通道波导结构对可见和近红外波段的光传输都有更好的限制作用。
王昂[3]（2020）在《YIG单晶液相外延法设备及生长研究》文中认为YIG是一类具有优异磁、磁光、微波性能的石榴石结构材料,被广泛应用于各类各类光学器件、磁光器件和微波器件,尤其是在当前5G快速发展的背景下,对以磁光隔离器为主的非互易性光学器件有着重大需求,需要高质量的YIG磁光晶体。此外,自旋电子学发展严重依赖于对自旋极化电流的控制,而自旋极化电流携带自旋角动量,可通过自旋转移过程来操纵磁矩。YIG作为铁磁性绝缘材料具有极低的磁阻尼系数,高质量YIG薄膜在自旋电子器件的制备中有着十分重要的作用,受到了工业界及学术界的广泛关注。YIG晶体生长难度极大,而且需要助熔剂才能获得石榴石相。目前,无论体单晶还是薄膜,比较成功的生长技术都集中在LPE方法上。但是,我国通讯产业和国防建设所需YIG晶体全部依赖进口,国外对YIG晶体的LPE设备和技术严密封锁,因此研发国产LPE设备,生长YIG晶体是突破技术封锁、确保产业安全的重要课题。因此,本论文重点研制YIG晶体液相外延法生长设备,并且在液相外延法制备YIG晶体的助熔剂选择方面开展了一点初步工作。取得的研究结果如下:（1）研制了液相外延法设备,可用于YIG晶体的生长。设备长时间运行温度可达1200℃,控温精度在±0.1℃,满足YIG单晶的生长温度要求。加热采取多段式加热,每一段加热程序相互独立协调控制;炉体不锈钢外壳、保温砖、坩埚及平台采用同心圆的结构设计;基片可以实现自动正反转,坩埚上方配有Pt材质反射罩,减少了空气热对流及热辐射,维持熔体温度的稳定,通过这样的设计,更好地实现了对温场的控制。实验中测温分为多段式炉体测温及熔体测温,熔体测温方式为坩埚底部测温为主,熔体直接测温为辅,可得到更精确,可信的温度。整体使用PLC控制系统,电脑化操作,程序易编程,数据自动记录并且实现了网络通信。同时,设备配有CCD成相系统,可实时监控炉体内部情况。即该设备适用于液相外延法制备YIG单晶。（2）Bi2O3-B2O3无铅助熔剂可作为液相外延法生长YIG晶体的助熔剂体系,可得到纯相YIG晶体。空气氛围下,Pt坩埚完全适用于该体系下晶体的生长;优化合成条件确定了1350℃/12h作为液相外延法用YIG多晶料合成条件;通过改变不同的n（Fe/Y）值与B2O3量,发现随着熔体中n（Fe/Y）=1.67、2、2.5、4的不断增大,得到的晶体物相从纯相YIG（n（Fe/Y）=1.67）到Fe2O3（主）+YIG相（n（Fe/Y）=1.67）转变,表明添加过多的Fe会影响YIG相的生成;同时在n（Fe/Y）=1.67时,将B2O3的质量由3%增加到5%,过量的B2O3消耗了过多的Y2O3,造成熔体中Fe与Y配比失调,导致生成晶体物相表现为YIG+Fe2O3相。但总的来说,该助熔剂体系完全适用于液相外延法生长YIG晶体,但仍需要加强该助熔剂体系下YIG晶体液相外延法生长的理论研究,同时进一步优化生长工艺。
刘书缘,邓龙江,毕磊[4]（2020）在《硅集成磁光非互易光学器件技术》文中提出基于磁光非互易移相原理,采用硅基异质沉积磁性氧化物薄膜的技术路线,在绝缘体上硅（SOI）晶圆上,制备了基于马赫-曾德尔干涉仪（MZI）结构的宽带磁光隔离器和微环结构的窄带磁光隔离器件。两个器件在1 550 nm波长下的隔离度分别达到了30 dB和40 dB,插损分别为5 dB和3 dB,性能接近分立器件水平。这些工作为硅基单片集成非互易材料和器件提供了可行的技术途径。
刘书缘[5]（2020）在《基于磁光移相效应的非互易光学器件研究》文中研究表明随着大数据时代的到来,信息交互产生的庞大数据量对通信系统的带宽和速度提出了更高的要求。硅基光电子技术以其器件尺寸小、无焦耳热损耗、CMOS工艺兼容等独特优势成为支撑新一代光通信、光互连的核心技术之一。在越来越多的光学元器件完成硅基平台集成后,集成光学芯片也逐渐走向了实际应用,但系统中以光隔离器和光环行器为代表的非互易光学器件仍使用分立器件,严重制约了硅基光电子技术的成本和应用范围。因此对于集成非互易光学器件的研究,拥有巨大的实用价值。本文以基于磁光非互易移相效应的硅基集成非互易光学器件为研究对象,阐释了集成硅基光电子器件中常用的磁光效应原理及导波光学原理,讨论了硅基集成磁光波导器件中的非互易传输原理,设计了两种宽带硅基磁光非互易器件,并采用单片集成的技术路线将磁光材料与硅基光波导型器件集成。主要工作分为以下两部分:（1）MZI型磁光隔离器。通过新型器件设计,显着减小器件至400μm×210μm,并使器件可在单向磁场下工作。通过优化偏振旋转器结构、3 dB耦合器结构和磁光材料沉积窗口结构,降低了器件插入损耗,最终实现了低损耗单片集成的TE及TM模式宽带磁光隔离器的设计及制备。实验制备的TM模式器件插入损耗为4.5dB,隔离度为30 dB;TE模式器件插入损耗为9 dB,隔离度为30 dB。（2）MMI型磁光环行器。基于缝隙波导构建了独特的磁光波导结构,实现了直接工作于TE模式的磁光环行器,器件理论插入损耗为1.75 dB,端口间串扰小于50 dB。通过设计超宽带3 dB耦合器并调节磁光波导中的模间色散,构建了宽带TE模式的磁光环行器,器件在14 nm的波长范围内插入损耗低于3 dB,端口间串扰小于20 dB。
邓力[6]（2020）在《光纤通信用铽镓石榴石晶体材料制备》文中研究说明磁光材料的质量直接决定了光隔离器的性能,在光通信和集成光学领域中发挥着重要的作用。铽镓石榴石(Tb3Ga5O12,terbium gallium garnet,TGG)是一种优质的磁光材料,具有良好的非互异性,应用范围非常广泛,可应用于光纤隔离器、光纤电流传感器、激光陀螺和磁光显示器等中。基于此,本文针对铽镓石榴石材料在生长设备、原材料配制、多晶原料合成、温场设计、工艺设计等方面进行了深入分析,并完成了该晶体材料的加工和测试,制备出能够满足高性能光隔离器需要的铽镓石榴石晶体材料。主要内容为:1、研究铽镓石榴石多晶原料合成技术,对TGG多晶原料合成方式进行对比,选择固相合成方式合成多晶原料。对氧化铽和氧化镓原料进行分析测试,初步计算制作TGG多晶原料需要的原料配比和工艺环境。对不同的原料配比和工艺合成条件产生的结果分析,通过优化原料配比和多晶合成工艺,制备出单一晶相的多晶原料,从而减少晶体生长过程中由气泡和杂质所引起的缺陷。2、研究铽镓石榴石生长工艺技术,对晶体生长方式进行研究,使用提拉法进行TGG晶体生长。采用{111}方向的TGG作为晶种,对温场进行设计,采用狭长倒“V”型小孔观察窗搭配透明石英玻璃块设计晶体生长过程中观察窗,可以成功观察晶体的生长情况,同时避免了由于外界环境变化导致的温场波动。通过理论研究,初步设计晶体生长时需要的工艺参数,再通过多次试验中遇到的实际问题,如螺旋、开裂、云层等,进行分析比对并进行工艺修正,为生长优质大尺寸TGG打下了基础。3、将生长出的晶体进行定向、切片、抛光等加工,进行了磁光和光学性能测试,对于缺乏测试条件的项目,送往其他检测机构进行三方测试,最终对性能进行了表征。生长出的晶体尺寸达到Ф53×80mm,切片测试1064nm波长下费尔德常数为39.9 Rad/T·m,透过率大于80%,热导率4.482 W/m·K。
沈晓亮[7]（2019）在《磁旋光玻璃平板及脊形波导的制备和特性研究》文中研究表明光隔离器只允许一个方向的光通过而隔离反方向光的传输,是光路系统中重要元器件之一。如今商用的光隔离器都是体型光隔离器,一般体型光隔离器存在体积较大的问题,不利于集成化。随着集成光路的发展,利于集成的波导型光隔离器的相关研究已越来越受到重视。光波导作为波导型光隔离中最核心的部件,可以将光波限制在微米量级范围内进行传输,大大的提高了光密度。光波导的性能决定了波导型光隔离器的性能,因此制备用于光隔离器的光波导一直是国内外学者研究热点。硼铝硅酸盐体系的磁旋光玻璃由于具有优良的光学、热稳定性质、较大的费尔德常数以及在可见和近红外光区域有较高的透过率,是制备磁光器件最基本的材料。本论文选用硼铝硅酸盐体系的磁旋光玻璃制备光波导。离子注入技术是一项发展了近60年的材料改性技术,已经在100多种材料上完成了光波导的制备。离子注入技术能控制注入离子的种类、能量和剂量,具备简单、灵活和精确度高等优点。然而离子注入磁旋光玻璃只能够制备在一个维度限制光传播的平面光波导结构。脊形光波导具有小的横截面积,而且能够在两个维度上限制光的传输,更有利于集成化。制备脊形光波导的方式有离子束刻蚀,飞秒激光刻写、精密金刚石切割、湿法刻蚀等。不同于其他技术,精密金刚石切割技术制备的脊形光波导侧壁比较光滑,光传输损耗较小,是一种新型制备工艺。本论文研究离子注入和精密金刚石切割技术在磁旋光玻璃上平面及脊形光波导的制备及相关特性,探讨了波导类型及形成机理,为磁旋光玻璃波导用于光隔离器提供了新的思路。主要工作内容如下:1、单能量氢离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导利用单能量500 keV氢离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导。在633 nm波长下对平面光波导进行光学性能测试,测量出波导模式有4个,是一个多模波导结构,测量损耗大小为3.56dB/cm。2、双能量氢离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导利用500 keV和550 keV的氢离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导。在可见（633 nm）和近红外（1539 nm）波长下对平面光波导进行了光学性能测试。测量结果表明随着波长的增大,传输模式减少,测量损耗大小为1.56 dB/cm。相比于单能量氢离子注入,双能量注入加宽了波导的“光学位垒”,减小了光传输损耗。3、MeV碳离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导利用5.5 MeV和6.0 MeV的碳离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导。在633 nm波长下进行了光学性能测试,在该波长下只存在一个传输模式,表明波导是单模波导,测量损耗大小为1.2 dB/cm。相比于多模波导结构,单模波导传输损耗大大降低。4、精密金刚石刀切割磁旋光玻璃制备脊形光波导利用Disco DAD3350型精密金刚石切割机对单能量氢离子注入制备的平面光波导进行切割处理,形成脊形波导结构。波导切割深度为30?m,脊宽为8?m,脊间隔为250?m。在633 nm和1060 nm波长下对脊形光波导进行模场测试,表明8?m宽的脊波导能够很好限制光的传输。在633 nm的传输波长下,测量脊波导的损耗为3.28 dB/cm。
李明轩,于丽娟,刘建国[8]（2019）在《新型硅基集成光隔离器的研究进展》文中研究表明光隔离器是保障光通信系统稳定运行的重要核心器件。目前,光通信器件在单个芯片上的集成是必然趋势,但光隔离器的集成仍然存在损耗高、隔离度差、集成工艺困难等诸多问题,复杂有源光通信器件片上集成的发展也因此受到了阻碍。概述了实现光隔离的几种有效方案,介绍了硅基集成光隔离器的最新研究进展,并对其未来的发展态势进行了展望。
张燕[9]（2019）在《硅集成YIG基磁光薄膜及光隔离器制备与性能研究》文中提出光隔离器可实现光的单向传播,从而保护激光器、放大器等敏感元件免受反射光的影响,避免相对强度噪声（RIN）和相位噪声。实现光隔离器的硅基片上集成一直是光子集成回路（PICs）的一个长期挑战。在光子集成回路中,理想的集成光隔离器应具备高集成度、小尺寸、大带宽、偏振多样性以及与多种材料平台兼容等特点。尽管近年来在集成光隔离器上已经取得的很大进步,但目前所报道的隔离器还不能满足以上要求。传统的磁光隔离器是采用磁性材料如钇铁石榴石的非互易性来实现光的隔离,但由于晶格失配以及热膨胀系数失配较大等原因使得磁光材料难以在硅、Ⅲ-Ⅴ族半导体基底上集成。采用晶圆键合的方式可实现磁光材料与半导体基底的异构集成,但不能实现单片集成和大规模器件制备,器件尺寸大、成本高、良率低。基于时空调制、非线性等原理制备的光隔离器存在工作带宽窄、器件长度长、功耗大等的问题。因此,目前尚没有单片集成的硅基光隔离器件。采用硅基单片集成磁光薄膜制备波导光隔离器可以有效克服上述难题。这一领域的主要问题包括:第一,如何突破磁光材料与硅材料的晶格失配和热失配问题,在硅基底上实现高优值磁光材料的单片生长?第二,如何解决波导法拉第旋光结构的相位匹配困难,设计基于非互易移相新机理的光隔离器?第三,如何发展基于半导体制备工艺,应用于全偏振和全基片材料的普适波导隔离器集成方法?基于上述研究背景和问题,本文从硅基集成磁光材料制备,光隔离器的设计及制备等方面开展了研究,最终首次实现了宽带、高性能光隔离器的硅基单片集成。研究内容具体包括以下几个方面:1.采用脉冲激光沉积技术（PLD）深入研究了硅集成多晶钇铁石榴石（YIG）薄膜的制备温度与材料结构、与材料磁光和光学性能的关系。当沉积或者退火温度过高时,所制备的材料中存在杂相以及Fe元素的变价;反之当退火温度过低时会有非晶相的存在。研究表明,硅上制备YIG薄膜的最佳生长温度为400℃下并经800℃-850℃下快速退火,所得到的YIG薄膜具有>99%的相纯度,低光学损耗和低磁损耗。2.以YIG薄膜为种子层,突破了强磁光效应Ce:YIG薄膜的硅基集成难题,使材料法拉第旋光效应超过外延薄膜。基于第一性原理仿真,通过引入氧空位调控局域晶格应变对Ce4+离子形成焓进行调控,将硅集成多晶Ce:YIG薄膜中Ce的固溶度由1.0提高至1.5。Ce1.5Y1.5Fe5O12薄膜在1550 nm波长的磁光法拉第旋角高达-6410deg/cm,是目前所报道的多晶Ce1Y2Fe5O12薄膜的2倍,同时也是外延Ce1Y2Fe5O12薄膜的1.4倍。证明硅上可以实现强磁光效应薄膜的制备,为实现磁光隔离器的单片集成提供了可能。3.针对横电（TE）模式光隔离器对垂直各向异性（PMA）磁光薄膜的需求,通过在Ce:YIG薄膜系统中引入具有负磁弹系数的Dy3+离子,实现了对Ce:YIG薄膜磁各向异性的调控。随着Dy3+离子掺入浓度的提高,Dy:CeYIG薄膜的易磁化轴逐渐由面内趋向于面外,当Dy3+离子完全取代Y3+离子时,薄膜获得了面外矩磁性。通过改变薄膜沉积过程中的热应力以及调节YIG与Dy:CeYIG的相对厚度可实现对PMA薄膜矫顽力的调控。对于Ce1Dy2Fe5O12薄膜,其面外矫顽力可由160 Oe逐渐增加至1100 Oe。此外,测试了Ce1Dy2Fe5O12薄膜在可见光至近红外的法拉第旋光,其在1310 nm波长和1550 nm波长的法拉第旋角分别为-4700 deg/cm和-2800deg/cm。因此,Dy3+掺杂是一种在Ce:YIG薄膜中可诱导PMA而不影响其磁光性能的有效方法,该材料的制备为自偏置TE模式磁光隔离器的实现提供了可能。4.在薄膜的光学损耗测量方面,通过采用波导截断法可精确测量波导损耗,并通过模拟多晶YIG/掺杂YIG薄膜的限制因子,计算出薄膜的光学损耗。首先采用接触曝光和电子束曝光（EBL）及刻蚀的方法,制备了厚度为220 nm,宽度分别为4μm和500 nm的硅波导。利用这两种波导结构,分别测试了不同厚度的YIG薄膜,不同制备氧压下的Ce:YIG薄膜的光学损耗,得到Ce:YIG薄膜在1550 nm波长处的最低光学损耗为80 dB/cm,Ce:DyIG薄膜为91 dB/cm。此外,通过在硅波导上包层开出不同长度的窗口用于沉积待测薄膜损耗的方式,可实现在较宽损耗范围内对硅基集成磁光薄膜光学损耗进行精确的测试。5.基于马赫-曾德尔干涉型（MZI）结构,通过COMSOL有限元及Lumerical时域有限差分（FDTD）仿真,设计并实验制备了横磁（TM）型和TE型集成宽带磁光隔离器。通过在硅波导顶部及侧壁直接沉积高质量的磁光薄膜,实现了具有高隔离度、低插损,高带宽及小尺寸硅基集成磁光隔离器的制备,其中单片集成的硅基宽带TM隔离器,硅基TE隔离器和SiN基光隔离器均为国际首次报道,证明高质量磁光隔离器可以在硅上单片集成。对于TM模式磁光隔离器,单向磁场（500 Oe）下获得了30 dB的隔离器度和5-6 dB的插损,其性能是目前报道硅集成光隔离器中最优的。这项工作为硅基光电子系统引入了光学非互易性,也为几个理论上提出的非互易波导器件,如磁光光子晶体、磁光波导调制器,磁光超构表面和非互易拓扑光子等器件的实验验证铺平了道路。
谭士杰[10]（2019）在《用于微波与磁光器件的YIG薄膜材料研究》文中研究指明为适应新型光通信技术和微波光子系统的集成化、小型化与轻量化的发展,微波磁性器件、磁光器件也须向薄膜小型化方向发展。以YIG（钇铁石榴石）为代表的石榴石型铁氧体通过不同离子取代可以有效改善材料的微波旋磁性能与磁光性能,因此是一种十分重要的旋磁与磁光功能材料,该材料的薄膜化是当前国际上的重要研究发展方向。本论文主要研究针对YIG薄膜的离子取代改性、薄膜制备与表征、薄膜在微波与磁光器件中的应用探索进行研究,主要研究内容如下:1.YIG薄膜材料的设计研究基于能级跃迁模型,从理论上计算和模拟磁光法拉第角频谱,寻找最佳配方,发现最佳12面体位的替代离子,并找到Ce3+,Bi3+,Al3+离子替代Y3+离子增大磁光法拉第效应以及调控饱和磁化强度等磁性变化的机理和规律;研究离子取代尤其是4面体非磁性离子取代与12面体稀土离子组合取代对微波应用的YIG材料的饱和磁化强度、铁磁共振线宽与温度特性等的改善规律,设计铁磁共振线宽低、饱和磁化强度可控、温度稳定性好的YIG薄膜配方;2.YIG薄膜（单晶/多晶薄膜）材料的制备工艺技术研究a.YIG单晶体薄膜液相外延生长工艺研究,包括研究熔体配方、离子取代等主要解决饱和磁化强度的调节、温度特性的改善、磁光法拉第角的增加的因素对制备工艺的影响,单晶GGG基片的选择、缓冲层制备、GGG晶轴定向精度与外延生长速率对YIG单晶外延薄膜缺陷、表面形貌等微观结构的影响,尤其研究制备工艺对薄膜厚度的影响因素,以解决数十甚至上百微米的“厚”YIG单晶薄膜的制备问题。同时研究YIG单晶薄膜微观结构对薄膜材料性能的关系规律以及对材料磁光与微波性能的影响。b.高均匀性YIG多晶薄膜材料的溅射制备工艺研究,包括溅射气压、基板温度、靶材与基板的间距、溅射束流密度、薄膜的晶化退火工艺等对YIG薄膜的等材料晶粒尺寸、薄膜均匀性、薄膜晶格常数与基片层的匹配、晶体取向的控制等。3.YIG薄膜在磁光与微波器件中的应用基础研究:YIG薄膜在微波谐振器中的应用研究,包括谐振单元设计、磁场调谐、缝隙场的强度与均匀性以及层状磁电耦合谐振器的磁电耦合机理、磁电耦合调谐特性等;基于YIG单晶薄膜的磁光隔离器设计与制作,包括器件结构设计、优化与制作、性能测试等。
二、Preparation of Magneto-Optic Ce:YIG Thin Films for Integrated Optical Isolator（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Preparation of Magneto-Optic Ce:YIG Thin Films for Integrated Optical Isolator（论文提纲范文）
（1）硅基磁光波导的非互易性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 硅基磁光波导的典型应用 |
| 1.3 硅基磁光波导的国内外研究进展 |
| 1.4 本文的主要研究内容及创新点 |
| 2 磁光效应及非互易传播理论分析 |
| 2.1 磁光材料的二阶磁导率张量和介电张量 |
| 2.1.1 磁光效应 |
| 2.1.2 外磁场作用下的磁导率 |
| 2.1.3 外磁场作用下的介电常数 |
| 2.1.4 磁场和温度对磁光材料的影响 |
| 2.2 表面磁等离激元在平板波导中的传播 |
| 2.2.1 SMPs在金属束缚的三明治型波导中的传播 |
| 2.2.2 磁光材料能带计算 |
| 2.3 本文涉及的电磁波数值分析方法 |
| 2.3.1 有限元法(FEM) |
| 2.3.2 时域有限差分法(FDTD) |
| 2.4 本章小结 |
| 3 磁光平面波导的非互易传播特性 |
| 3.1 基于YIG的旋磁波导SMPs单向传播模式 |
| 3.1.1 基模的单向传播区 |
| 3.1.2 高阶模式的单向传播区 |
| 3.1.3 完全单向传播带宽分析 |
| 3.2 基于InSb的旋电波导SMPs单向传播模式 |
| 3.2.1 基模的单向传播区 |
| 3.2.2 高阶模式的单向传播区 |
| 3.2.3 完全单向传播带宽分析 |
| 3.2.4 InSb的厚度对单向传播区的影响 |
| 3.2.5 非互易传播仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 磁光微环的非互易传播 |
| 4.1 非互易相移效应 |
| 4.1.1 TM模非互易相移分析 |
| 4.1.2 TE模非互易相移分析 |
| 4.1.3 SOI脊型波导的非互易相移 |
| 4.2 微环谐振腔中的非互易传播 |
| 4.2.1 微环谐振腔工作原理 |
| 4.2.2 跑道型磁光微环隔离器仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于离子注入和飞秒激光烧蚀制备磁旋光玻璃波导（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 光波导的理论和制备、表征方法 |
| 2.1 光波导的基本理论 |
| 2.1.1 光波导的结构类型 |
| 2.1.2 光波导模式理论 |
| 2.2 光波导的制备方法 |
| 2.2.1 离子注入技术 |
| 2.2.2 飞秒激光烧蚀技术 |
| 2.3 波导的性能测试及模拟计算方法 |
| 2.3.1 波导的模拟计算方法 |
| 2.3.2 波导的性能测试方法 |
| 第三章 氦离子注入磁旋光玻璃平面光波导的制备及其特性研究 |
| 3.1 Tb~(3+)掺杂铝硼硅酸盐玻璃特性研究 |
| 3.2 氦离子注入磁旋光玻璃制备平面光波导 |
| 3.2.1 实验过程 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 硅离子注入磁旋光玻璃平面和通道光波导的制备及特性研究 |
| 4.1 实验过程 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 双能量碳离子注入磁旋光玻璃通道光波导的制备及其特性研究 |
| 5.1 实验过程 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（3）YIG单晶液相外延法设备及生长研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 磁光效应与磁光材料 |
| 1.2.1 磁光效应 |
| 1.2.2 磁光材料 |
| 1.3 YIG磁光晶体 |
| 1.3.1 YIG晶体结构简介 |
| 1.3.2 YIG晶体应用简介 |
| 1.3.3 常见制备方法 |
| 1.4 本课题的选题依据和研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 液相外延法 |
| 2.2 液相外延技术发展现状 |
| 2.2.1 Ⅲ-Ⅴ族材料外延技术 |
| 2.2.2 硅材料外延技术 |
| 2.2.3 碲镉汞材料外延技术 |
| 2.2.4 高温超导材料外延技术 |
| 2.2.5 石榴石单晶材料外延技术 |
| 2.3 助溶剂液相外延法制备YIG单晶 |
| 2.3.0 助熔剂体系 |
| 2.3.1 离子掺杂研究 |
| 2.3.2 产业化技术水平 |
| 第3章 液相外延法设备研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 国内外LPE法制备YIG生长炉的研究 |
| 3.3 生长炉的设计制备 |
| 3.3.1 生长炉的基本组成 |
| 3.3.2 生长炉的设计依据 |
| 3.3.3 生长炉的设计要求 |
| 3.3.4 生长控制系统 |
| 3.3.5 炉体及内部空间结构设计 |
| 3.3.6 热电偶的选型与装配 |
| 3.3.7 安全性保障 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 YIG晶体生长研究 |
| 4.1 助熔剂选择 |
| 4.2 实验原料和仪器 |
| 4.3 坩埚选择 |
| 4.4 晶体生长与分析 |
| 4.4.1 固相法制备YIG多晶料 |
| 4.4.2 多晶料的物相分析 |
| 4.4.3 助熔剂法生长YIG晶体 |
| 4.4.4 不同R=n(Y/Fe)值对晶体生长的影响 |
| 4.4.5 不同B_2O_3量对晶体生长的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 全文总结 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文 |
（4）硅集成磁光非互易光学器件技术（论文提纲范文）
| 1 硅基集成高优值磁光薄膜材料 |
| 2 集成磁光隔离器的设计 |
| 2.1 单片集成磁光波导结构 |
| 2.2 MZI型磁光隔离器设计 |
| 2.3 TM模式微环型磁光隔离器设计 |
| 3 硅集成磁光隔离器性能 |
| 3.1 硅集成磁光隔离器结构表征 |
| 3.2 硅集成磁光隔离器性能表征 |
| 3.3 同类型器件间的性能对比 |
| 4 结束语 |
（5）基于磁光移相效应的非互易光学器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 磁光非互易器件的国际国内研究进展 |
| 1.2.1 集成磁光非互易器件的发展历程 |
| 1.2.2 硅基集成磁光非互易器件的发展现状 |
| 1.3 本论文的工作方向及工作内容 |
| 第二章 理论及实验分析方法 |
| 2.1 磁光材料及磁光效应理论 |
| 2.1.1 磁光材料结构及性质 |
| 2.1.1.1 钇铁石榴石 |
| 2.1.1.2 铈掺杂的钇铁石榴石 |
| 2.1.2 磁光效应原理 |
| 2.1.2.1 磁光法拉第效应 |
| 2.1.2.2 磁光非互易移相效应 |
| 2.2 波导器件模式传输理论 |
| 2.2.1 模式耦合原理 |
| 2.2.1.1 模式耦合公式 |
| 2.2.1.2 均匀介质波导模式间的正交关系 |
| 2.2.1.3 耦合系数 |
| 2.2.1.4 模式演变 |
| 2.2.1.5 定向耦合原理 |
| 2.2.2 多模干涉原理 |
| 2.3 数值仿真方法 |
| 2.3.1 有限元法 |
| 2.3.2 有限时域差分法 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 干法及湿法刻蚀方法 |
| 2.4.2 磁光材料制备方法 |
| 2.4.3 器件测试及表征方法 |
| 第三章 硅基集成马赫-曾德尔型磁光隔离器的设计及制备 |
| 3.1 马赫-曾德尔型磁光隔离器工作原理 |
| 3.2 马赫-曾德尔型磁光隔离器设计方案 |
| 3.2.1 Si/Ce:YIG磁光波导设计 |
| 3.2.2 多模干涉型3 dB耦合器设计 |
| 3.3 MZI型光隔离器制备和测试 |
| 3.4 器件损耗分析 |
| 3.5 基于偏振旋转器的TE模式磁光隔离器设计 |
| 3.5.1 3 dB耦合器设计 |
| 3.5.2 渐变窗口结构设计 |
| 3.5.3 偏振旋转器设计 |
| 3.6 器件制备和测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 多模干涉型磁光环行器的设计及制备 |
| 4.1 多模干涉型光环行器工作原理 |
| 4.2 多模干涉型环行器设计 |
| 4.2.1 磁光波导结构设计 |
| 4.2.2 宽带3 dB耦合器设计 |
| 4.2.3 宽带器件设计 |
| 4.3 器件性能仿真 |
| 4.4 器件制备及表征 |
| 4.4.1 器件制备流程 |
| 4.4.2 器件刻蚀工艺 |
| 4.4.3 磁光材料生长 |
| 4.4.4 器件制备存在的问题分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（6）光纤通信用铽镓石榴石晶体材料制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁光效应 |
| 1.2 磁光材料 |
| 1.2.1 磁光材料的发展 |
| 1.2.2 选择磁光材料的标准和铽镓石榴石(TGG)晶体材料的优势 |
| 1.3 铽镓石榴石(TGG)晶体研究现状 |
| 1.3.1 铽镓石榴石(TGG)晶体国内外研究状态 |
| 1.3.2 铽镓石榴石(TGG)晶体的主要应用 |
| 1.4 本文研究背景和主要工作 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 单晶生长设备研究 |
| 2.1 提拉单晶炉 |
| 2.1.1 机械部分 |
| 2.1.2 电气部分 |
| 2.1.3 计算机及控制软件部分 |
| 2.2 本章小结 |
| 第三章 铽镓石榴石(TGG)多晶合成 |
| 3.1 合成条件分析 |
| 3.1.1 Tb_4O_7、Ga_2O_3 及相应物质的性质 |
| 3.1.2 相图分析 |
| 3.1.3 原料制备 |
| 3.2 TB_3GA_5O_(12)多晶合成实验 |
| 3.3 合成结果与分析 |
| 3.3.1 合成结果观察 |
| 3.3.2 多晶合成结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 晶体生长 |
| 4.1 技术路线 |
| 4.2 实施方案 |
| 4.2.1 籽晶的选择 |
| 4.2.2 晶体生长温场设计 |
| 4.2.3 生长工艺参数设计 |
| 4.2.4 晶体生长工艺流程设计 |
| 4.3 晶体生长实验 |
| 4.3.1 螺旋生长现象与工艺优化 |
| 4.3.2 晶体开裂现象与工艺优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 TGG晶体性能表征 |
| 5.1 测试样品加工 |
| 5.2 费尔德常数测试 |
| 5.3 消光比测试 |
| 5.4 透过率测试 |
| 5.5 热导率测试 |
| 5.6 光学均匀性测试 |
| 5.7 激光抗损伤阈值测试 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 本文的主要贡献 |
| 6.2 下一步工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）磁旋光玻璃平板及脊形波导的制备和特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的、意义与研究现状 |
| 1.2 本论文的内容与结构安排 |
| 第二章 光波导的材料、原理及实验方法 |
| 2.1 磁旋光玻璃 |
| 2.2 光波导的类型 |
| 2.3 光波导的基本理论 |
| 2.3.1 平面波导光线光学理论分析法 |
| 2.3.2 平面波导电磁场理论分析法 |
| 2.3.3 脊形光波导理论 |
| 2.4 波导的制备方法 |
| 2.4.1 离子加速器技术 |
| 2.4.2 精密金刚石切割技术 |
| 2.5 模拟计算方法 |
| 2.5.1 模拟计算离子注入损伤的分布 |
| 2.5.2 光波导折射率的模拟计算方法 |
| 2.5.3 光束传播法 |
| 2.6 实验测试波导光学特性 |
| 2.6.1 棱镜耦合仪 |
| 2.6.2 端面耦合仪 |
| 2.6.3 拉曼光谱 |
| 2.6.4 光波导的损耗 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 氢离子注入磁旋光玻璃平面光波导的制备及特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单能量氢离子注入磁旋光玻离平面光波导的制备及特性研究 |
| 3.2.1 实验过程 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 双能量氢离子注入磁旋光玻离平面光波导的制备及特性研究 |
| 3.3.1 实验过程 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MeV碳离子注入磁旋光玻璃平面光波导的制备及特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁旋光玻璃脊形光波导的制备及特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本论文工作的总结 |
| 6.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（8）新型硅基集成光隔离器的研究进展（论文提纲范文）
| 1 光隔离的实现原理 |
| 1.1 非互易传输 |
| 1.2 磁光隔离器 |
| 1.3 非磁光隔离器 |
| 2 光隔离器的集成 |
| 2.1 键合磁光薄膜的光隔离器 |
| 2.2 带有闭锁性磁光薄膜的法拉第旋光型光隔离器 |
| 2.3 基于马赫-曾德尔行波调制器实现的光隔离器 |
| 2.4 实现光隔离的其他方法 |
| 3 结束语 |
（9）硅集成YIG基磁光薄膜及光隔离器制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 光隔离器半导体集成的研究进展 |
| 1.3 磁光材料 |
| 1.4 磁光材料与器件的集成 |
| 1.5 论文的主要贡献及创新 |
| 第二章 理论及实验方法 |
| 2.1 磁光效应理论 |
| 2.1.1 法拉第效应 |
| 2.1.2 科顿-穆顿效应 |
| 2.2 波导集成光隔离器理论及仿真方法 |
| 2.2.1 波导模场计算 |
| 2.2.2 非互易相移效应 |
| 2.2.3 多模干涉效应 |
| 2.3 薄膜及器件制备方法 |
| 2.3.1 脉冲激光沉积(PLD) |
| 2.3.2 硅波导器件制备方法 |
| 2.4 薄膜表征方法 |
| 第三章 硅集成多晶YIG薄膜的制备及性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 YIG薄膜的结构和性能研究 |
| 3.2.1 沉积工艺对结构及性能的影响 |
| 3.2.2 MgO缓冲层对YIG薄膜结构和性能的影响 |
| 3.3 YIG薄膜损耗的研究 |
| 3.3.1 基于共平面波导法表征硅基YIG薄膜的磁损耗 |
| 3.3.2 厚度对YIG薄膜光学损耗的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硅集成Ce:YIG薄膜的理论及实验研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 Ce~(3+)离子掺杂YIG薄膜增强磁光效应机制的理论分析 |
| 4.3 氧空位缺陷对Ce~(3+)离子固溶度影响的理论分析 |
| 4.4 Ce_(1.5)Y_(1.5)Fe_5O_(12)薄膜的制备及性能表征 |
| 4.4.1 硅集成Ce:YIG薄膜的制备及结构表征 |
| 4.4.2 硅集成Ce:YIG薄膜的磁光效应及光学性能表征 |
| 4.4.3 氧分压对Ce:YIG薄膜光学损耗的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磁致伸缩离子掺杂调控硅集成YIG薄膜磁各向异性 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 Dy~(3+)离子掺杂调控YIG薄膜磁各向异性的机制 |
| 5.3 多晶Dy:CeYIG薄膜的制备及表征 |
| 5.3.1 Dy:CeYIG薄膜的结构及性能 |
| 5.3.2 厚度对Dy:CeIG薄膜矫顽力的调控 |
| 5.3.3 Dy:CeYIG薄膜的光学损耗 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 硅基单片集成的宽带磁光隔离器 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 马赫-曾德尔干涉结构磁光隔离器的工作原理 |
| 6.3 硅基集成磁光隔离器的设计与制备 |
| 6.3.1 TM模式磁光隔离器的设计 |
| 6.3.2 TE模式磁光隔离器的设计 |
| 6.3.3 硅波导及磁光隔离器的制备及表征 |
| 6.4 宽带集成磁光隔离器的性能表征和分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（10）用于微波与磁光器件的YIG薄膜材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁氧体简介 |
| 1.1.1 铁氧体磁性来源 |
| 1.1.2 铁氧体的制备 |
| 1.2 旋磁铁氧体 |
| 1.2.1 旋磁铁氧体的分类 |
| 1.2.2 石榴石型铁氧体超交换作用及主要磁性能指标 |
| 1.3 YIG铁氧体的晶体结构 |
| 1.4 YIG薄膜的发展与研究现状 |
| 1.5 研究课题的选择 |
| 第二章 试验及测试方法 |
| 2.1 YIG薄膜材料制备方法 |
| 2.1.1 物质的热蒸发 |
| 2.1.2 液相外延 |
| 2.1.3 磁控溅射镀膜 |
| 2.1.4 化学气相沉积法（CVD） |
| 2.1.5 脉冲激光沉积法 |
| 2.2 材料性能的分析与表征 |
| 2.2.1 薄膜厚度测量 |
| 2.2.2 薄膜形貌的表征 |
| 2.2.3 薄膜成分的表征 |
| 2.2.4 材料磁性测量 |
| 2.2.5 电性测量 |
| 2.2.6 材料铁磁共振线宽的测量 |
| 2.3 本实验采用的实验设备 |
| 2.3.1 制备设备 |
| 2.3.2 退火设备 |
| 2.3.3 振动样品磁强计 |
| 第三章 YIG薄膜材料设计、制备及测试技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 YIG薄膜材料在光频段应用场景的性能参数要求 |
| 3.1.2 YIG薄膜材料在微波应用场景的性能参数要求 |
| 3.2 YIG材料设计技术研究 |
| 3.2.1 基于磁光量子理论的光频段用YIG薄膜参杂Faraday效应机理研究 |
| 3.2.2 基于第一性原理密度泛函理论的微波YIG薄膜离子掺杂研究 |
| 3.3 基于液相外延（LPE）工艺的YIG材料制备技术研究 |
| 3.3.1 液相外延技术方法工艺过程概述: |
| 3.3.2 YIG铁氧体液相外延技术方法微观机理研究: |
| 3.3.3 YIG铁氧体液相外延技术方法相变规律研究: |
| 3.3.4 基于液相外延技术（LPE）工艺的YIG薄膜制备实验设计 |
| 3.4 YIG薄膜材料微结构和性能分析测试技术研究 |
| 3.4.1 薄膜微结构与晶格失配度 |
| 3.4.2 磁性能分析 |
| 3.4.3 磁光法拉第效应 |
| 3.4.4 光吸收性能分析 |
| 3.4.5 小线宽微波性能新型表征测试 |
| 3.5 基于不同衬底的掺Bi YIG薄膜晶格常数的工程化应用研究 |
| 3.5.1 概论 |
| 3.5.2 实验设计 |
| 3.5.3 试验结果与讨论 |
| 3.5.4 实验结论 |
| 第四章 YIG薄膜材料器件应用基础技术研究 |
| 4.1 YIG薄膜材料光频段器件应用研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 磁光隔离器的主要性能指标 |
| 4.1.3 磁光隔离器设计的理论分析 |
| 4.1.4 磁光隔离器的实验设计 |
| 4.2 YIG薄膜材料微波频段器件应用研究 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 微波器件设计及实验 |
| 4.2.3 实验总结 |
| 第五章 全文工作总结 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 后期工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
四、Preparation of Magneto-Optic Ce:YIG Thin Films for Integrated Optical Isolator（论文参考文献）
- [1]硅基磁光波导的非互易性研究[D]. 李航天. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]基于离子注入和飞秒激光烧蚀制备磁旋光玻璃波导[D]. 朱其峰. 南京邮电大学, 2020(02)
- [3]YIG单晶液相外延法设备及生长研究[D]. 王昂. 上海应用技术大学, 2020(02)
- [4]硅集成磁光非互易光学器件技术[J]. 刘书缘,邓龙江,毕磊. 中兴通讯技术, 2020(06)
- [5]基于磁光移相效应的非互易光学器件研究[D]. 刘书缘. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]光纤通信用铽镓石榴石晶体材料制备[D]. 邓力. 电子科技大学, 2020(07)
- [7]磁旋光玻璃平板及脊形波导的制备和特性研究[D]. 沈晓亮. 南京邮电大学, 2019(02)
- [8]新型硅基集成光隔离器的研究进展[J]. 李明轩,于丽娟,刘建国. 中兴通讯技术, 2019(05)
- [9]硅集成YIG基磁光薄膜及光隔离器制备与性能研究[D]. 张燕. 电子科技大学, 2019(04)
- [10]用于微波与磁光器件的YIG薄膜材料研究[D]. 谭士杰. 西南科技大学, 2019(09)