Special glass for integrated and microoptics

Abstract

A special glass for integrated and microoptics, designed for Ag⁺-Na⁺ ion exchange, is introduced. A maximum refractive-index increase of 12.2 ∙ 10^-2 (λ = 633 nm) is possible without any silver reduction. To match the numerical aperture to standard fibres, the dilution of AgNO₃ is investigated. Profile burying at low temperatures is possible using an eutectic melt of KNO₃ and NaNO₃ . Diffusion coefficients and melt mobilities are determined from refractive-index profiles of slab waveguides. Field-assisted ion exchange in combination with profile burying enables the generation of matched refractive-index profiles of slab and strip waveguides. Planar microlenses expand the series of possible applications.

Ein Spezialglas für die integrierte und Mikrooptik wird vorgestellt, das für den Ag⁺-Na⁺-Ionenaustausch entwickelt wurde. Eine maximale Brechzahländerung von 12,2 • 10^-2 (λ = 633 nm) ist ohne Silberreduktion möglich. Die Verdünnung der AgNO₃-Schmelze zur Anpassung der numerischen Apertur wird untersucht. Die Vergrabung der Brechzahlprofile bei niedrigen Diffusionstemperaturen ist unter Verwendung eines Eutektikums von KNO₃ und NaNO₃ möglich. Diffusionskoeffizienten und Beweglichkeiten werden aus den Brechzahlprofilen von Schichtwellenleitern ermittelt. Ein feldunterstützter Ionenaustausch gestattet in Verbindung mit Vergrabungsschritten die Erzeugung angepaßter Brechzahlprofile von Schicht- und Streifenwellenleitern. Planare Mikrolinsen erweitern das Feld möglicher Anwendungen.