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本文首先介绍了离子交换玻璃光波导的研究现状和光波导折射率分布研究的重要性。
其次,对离子交换三维光波导结构、玻璃基底模型、交换离子对交换特性进行了分析;对非均匀电场下Cs+-Na+离子交换过程中的Cs+.Na+交换平衡和扩散动力学进行了研究,给出了扩散方程中电场强度E的具体含义;建立了非匀电场辅助离子交换的扩散模型和扩散方程,利用有限差分法对该扩散方程进行了处理,得到了三维差分格式一六点体心格式。
最后,利用MATLAB软件的数值处理和绘图功能,对电场强度E,相关因子f,交换时间t和交换温度T等取设定参数时的波导折射率分布进行了研究。通过对不同电场强度E和相关因子f下波导掩埋深度变化规律进行分析,证明了非匀强电场辅助离子交换制备三维光波导的可行性。
本论文的工作将为后续利用非匀强电场辅助离子交换制备玻璃基三维光波导的实验提供理论依据和参考性数据。