justify"> мкм, і BK-7, аналог вітчизняного К8.
Скляна підкладка, на якій формуються хвилеводи, повинна бути плоскою і гладкою, без дефектів поверхневого і приповерхневого шару. Ці параметри підкладок в основному визначаються технологічними прийомами, які у процесі їх виготовлення. br/>
2. Отримання планарних хвилеводів методами дифузії
.1 Твердотільна дифузія
Твердотільна дифузія (дифузія з тонких металевих або окисних плівок), як спосіб виготовлення інтегрально-оптичних хвилеводів, знайшла широке застосування в інтегральній оптиці.
Суть методу твердотільної дифузії полягає в тому, що на попередньо добре очищену підкладку наноситься тонкий шар металу або його оксиду. Потім підкладка нагрівається до температури, близької до температури плавлення або розм'якшення і витримується при цій температурі певний час. У результаті атоми напиляного матеріалу дифундують в підкладку, змінюючи її показник заломлення. Для створення волноводного шару необхідно використовувати діффузант, що призводять до збільшення показника заломлення підкладки. Зміна показника заломлення хвилеводів пропорційно концентрації діффузанта, яка в свою чергу може бути визначена з рішення рівняння дифузії. Математичний опис дифузійних процесів було зроблено в 1855 р. німецьким вченим А. Фіком у вигляді двох законів, заснованих на рівняннях теплопровідності. p align="justify"> Рівняння, що характеризує швидкість дифузії атомів однієї речовини в іншу при постійному в часі потоці цих атомів і градієнті їх концентрації, носить назву першого закону Фіка.
, (1)
де - вектор щільності потоку атомів речовини; D - коефіцієнт пропорційності, або коефіцієнт дифузії; - вектор градієнта концентрації дифундують атомів.
Коефіцієнт дифузії D визначає щільність потоку атомів дифундують речовини при заданому градієнті концентрації. Так як дифузійний потік атомів речовини йде в напрямку вирівнювання перепаду концентрації, то коефіцієнт дифузії D є мірою швидкості, з якою система здатна при заданих умовах вирівняти різниця концентрацій, і має розмірність (см2/с). Ця швидкість залежить тільки від рухливості дифундують атомів у матриці підкладки. Коефіцієнт дифузії істотно залежить від температури. Чим вище температура, тим більше енергія дифундують атомів і їх швидкість в кристалічній решітці підкладки. Ця залежність виражається рівнянням Арреніуса
, (2)
де D0 - постійна, що має розмірність (см2/с) і залежна від структури скла, розмірів і валентності дифундуючих іонів та інших параметрів, що визначають процес дифузії, тобто удаваний коефіцієнт дифузії при Т В® ВҐ, який не залежить від температури і визначається експериментально в кожному конкретному випадку; DЕ - енергія активації, тобто енергія, необхідна атому для дифузії; k - постійна Больцмана, Т - абсолютна темпер...
