автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Разработка технологии изготовления и исследование многофункциональных интегрально-оптических элементов (МИОЭ)

На правах рукописи

Падерин Евгений Михайлович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

(МИОЭ)

(05.27.06)- Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной

техники)

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ОЗиьлэоч--'

Москва 2007

003066645

Работа выполнена на кафедре материалов и процессов твердотельной электроники при Московском государственном институте электронной

техники (техническом университете)

Научный руководитель

Профессор, доктор физико-математических наук Коркишко Ю Н

Официальные оппоненты

Профессор, доктор технических наук Васильев М Г

Профессор, доктор технических наук Гаврилов С А

Ведущая организация

Уральский государственный университет

Защита состоится «_»_2007 г

На заседании диссертационного совета Д 212 134 03

При Московском государственном институте электронной техники

(ТУ) по адресу

124498, Москва, г Зеленоград, проезд 4806, дом 5, МИЭТ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института Автореферат разослан «_»_

Соискатель

Ученый секретарь диссертаци Доктор физ -мат наук, профес

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В настоящее время кристаллы ниобата (1л№>0з) являются наиболее используемыми в интегральной оптике благодаря высоким значениям нелинейно-оптических и электрооптических коэффициентов, а также возможности промышленного роста кристаллов и производства пластин диаметром 76 и 100 мм высокого качества На этих кристаллах в последние годы удалось реализовать различные интегрально-оптические элементы и схемы, такие как переключающие матрицы, анализаторы спектра, СВЧ фазовые и амплитудные модуляторы, датчики физических величин. Высокие нелинейно-оптические свойства данных кристаллов позволили получить волноводные устройства преобразования частоты, такие как генераторы второй гармоники, устройства, осуществляющие суммирование и вычитание частот, параметрические генераторы света На их основе реализованы излучатели синего и зеленого света, а также перестраиваемые в широком диапазоне волноводные лазеры ИК-излучения Путем локального включения ионов ряда редкоземельных элементов (Ег, N(1 и др.) в эти кристаллы реализованы волноводные лазерные структуры Интегрально-оптические фазовые модуляторы, изготовленные на кристаллах ниобата лития, в настоящее время широко применяются в волоконно-оптических гироскопах, датчиках электрического тока и других устройствах [1]

Протонный обмен, наряду с диффузией титана из пленок, является базовым методом формирования оптических волноводов в кристаллах ниобата лития

Возможности формирования методами протонного обмена высокопреломляющих световодов в кристаллах ниобата лития, без последующей монодоменизации пластин, привлекли огромное внимание технологов и разработчиков интегрально-оптических схем.[2] Данная технология обладает следующими важнейшими достоинствами и преимуществами перед другими методами процессы проводятся при низких температурах и атмосферном давлении, низкая стоимость и доступность технологического оборудования, простота

технологических операций

Однако протонообменные световоды

характеризуются сложным структурно-фазовым многообразием. Различные фазы впервые были идентифицированы и описаны в работах [3]-[9]. Наибольшее распространение получили а-фазные волноводы, которые обладают наименьшими оптическими потерями и высокими электрооптическими свойствами Однако, при формировании а-фазных волноводов традиционным методом протонного обмена с последующим отжигом (ОПО метод) в слое первичного протонного замещения из-за протекающих в процессе отжига многочисленных фазовых переходов формируются различные дефекты, вызывающие дополнительное светорассеяние В связи с этим, актуальным является разработка методов формирования протонообменных волноводов, имеющих улучшенную структуру поверхности, меньшее светорассеяние и более высокий показатель преломления в волноводной области.

Для подготовки промышленного производства изделий интегральной оптики необходимо разработать полный цикл технологического процесса, который бы заключал в себя весь путь создания изделий - от входного

контроля исходных материалов, до проверки параметров готовой продукции На сегодняшний день разработаны отдельные технологические процессы, слабо адаптированные друг с другом и рассчитанные на выпуск опытных образцов, достижение определенных параметров либо измерение каких-либо характеристик образцов.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование технологии изготовления протонообменных электрооптических

многофункциональных интегрально-оптических элементов для волоконно-оптических гироскопов.

Основные задачи, определяемые целями работы

• Исследование влияния диэлектрического покрытия БЮг на кинетику процесса постобменного отжига и свойства волноводов.

• Разработка технологического маршрута изготовления электрооптических многофункциональных интегрально-оптических элементов (МИОЭ) на кристаллах ниобата лития

Научная новизна диссертационной работы

• Предложен, разработан и исследован процесс формирования отожженных протонообменных волноводов путем нанесения на поверхность ниобата лития диэлектрической пленки БЮг.

• Разработаны технологические процессы, входящие в технологический цикл изготовления электрооптических МИОЭ - входной контроль, шлифовка и полировка, химическая обработка, фотолитографические процессы, вакуумное напыление, изготовление волоконно-оптических

5

соединителей, технология стыковки, методики измерений оптических характеристик

• Разработана топология изготовления многофункционального интегрально-оптического элемента для волоконно-оптического гироскопа, включающая в себя У-разветвитель, модовый фильтр и два фазовых модулятора

• Разработаны методы и стенды температурных испытаний МИОЭ

Практическая ценность результатов работы состоит в следующем

1 Разработана и внедрена в промышленное производство технология изготовления МИОЭ для волоконно-оптического гироскопа

Научные положения, выносимые на защиту:

1 Метод улучшения параметров отожженных протонообменных волноводов с применением диэлектрической пленки вЮг.

2 Технологические процессы, входящие в технологический цикл изготовления МИОЭ для волоконно-оптического гироскопа

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях

- Третья Международной научно-технической конференции "Электроника и Информатика - XXI век", Москва, 22-24 ноября.

- Всероссийской научно-технической конференции "Аэрокосмические техника и высокие технологии - 2001", Пермь, 12-14 апреля 2001 г

- 9th Samt Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 26-28 May 2002,

IV Международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика-2002", Москва, Зеленоград, 19-21 ноября 2002,

- 5th International Workshop on Laser & Fiber-Optical Networks Modelling, Alushta, Ukraine, 2003

- Simposium and Summer School "Nano and Giga Challenges m Microelectronics Research and Opportunities m Russia", Moscow, September 10-13, 2002, pp 161-162

- SPIE symposium Integrated Optical Devices: Fabrication and Testing, Brugge, Belgium, October 2002.

11-я Санкт-Петербургской международная конференция по интегрированным навигационным системам, 24-26 мая 2004

St-Petersburg, 16-я научно-техническая конференция «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления», 24-26 мая

2004,

- Международной научно-техническая конференция "Датчики и системы", Пенза, 2005

IV Международная конференция «Микротехнологии и новые информационные услуги в авиации и космонавтике», Санкт-Петербург, 06 октября

2005,

13-я Санкт-Петербургской международная конференция по интегрированным навигационным системам, 27-29 мая 2006.

14-я Санкт-Петербургской международная конференция по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007

Публикации По теме диссертации опубликовано 22 печатных работы, в том числе. 2 статьи в журнале «Известия ВУЗов, серия Электроника», 1 статья в журнале "Microelectronics Engineering", 2 статьи в журнале «Гироскопия и навигация», 3 статьи в сборнике Proceedings of SPIE, а также в материалах (статьи и тезисы докладов) российских и международных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов по работе, содержит_страниц машинописного

текста, включая 9 таблиц, 43 рисунка и список литературы в количестве 134 наименований.

Содержание диссертации.

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи работы.

В первой главе рассмотрены базовые материалы интегральной оптики, рассмотрены основные свойства монокристаллов ниобата лития - материала, наиболее широко в настоящее время используемого при производстве изделий интегральной оптики.

Приведен краткий обзор структуры и физических свойств (сегнетоэлектрических, оптических, электрооптических, нелинейно-оптических и фоторефрактивных) сегнетоэлектрических кристаллов ниобата лития. Подробный обзор свойств монокристаллов 1л№>Оз представлен в работах [1], [10]

Представлен обзор методов получения планарных и канальных световодов в кристаллах 1лКЬ03, их основные особенности Описаны основные свойства канальных и планарных волноводов, полученных различными методами

Вторая глава посвящена методам формирования и исследования параметров и свойств протонообменных световодных структур

В разделе 2.1 подробно рассмотрены основные этапы формирования протонообменных световодов, описаны различные способы формирование канальных световодов в кристаллах ниобата лития методом протонного обмена, описаны различные составы, применяемые в качестве активной среды при проведении

процессов протонного обмена, дано описание основных видов реакторов, предназначенных для проведения протонного обмена Показаны условия, необходимые для оптимального формирования канальных протонообменных световодов

В разделе 2 2. рассмотрены методы исследования параметров и свойств протонообменных световодов в кристаллах ниобата лития. Рассматривается волноводно-оптический метод измерения показателя преломления и толщины тонких пленок, основанный на явлении возбуждения планарного оптического волновода, а также определения профиля распределения показателя преломления в градиентных слоях Для восстановления профилей показателя преломления в протонообменных световодах использовались алгоритмы обратного метода Венцеля-Крамерса-Бриллюэна (1ЖКВ), предложенные в работах [11] и [12] Профили показателя необыкновенного луча в планарных световодах восстанавливались по значениям эффективных показателей преломления (ЭПП) волноводных мод, которые измерялись методом призменного ввода лазерного излучения в световод

В разделе 2 2 3. представлен метод двухкристальной рентгеновской дифрактометрии Деформированное и напряженное состояние определялось на основе данных двухкристальной дифрактометрии путем анализа кривых дифракционного отражения (кривых качания), снятых с помощью модифицированного двухкристального дифрактометра ДРОН-3.

В разделе 2 2.4. представлены методы измерения основных параметров интегрально-оптического фазового модулятора, изготовленного по технологии протонного обмена

Третья глава посвящена изучению влияния покрытия диоксида кремния на свойства отожженных протонообменных световодов. Использовались пластины ниобата лития Х-среза оптического качества, производства компании Crystal Technology.

В качестве источника протонов были использованы раствор KHSO4 в глицерине, безнзойная кислота, чья активность была понижена добавлением до 5% вес, пальмитиновая кислота и пирофосфорная кислота с дигидрофосфатом аммония

При помощи протонного обмена были сформированы различные (3, фазы от pi, до (З4

Для изучения эффекта влияния нанесенного диэлектрического слоя на кинетику постобменного отжига и свойств протонообменных волноводов, на поверхность со сформированными протонообменными волноводами был нанесен слой SiC>2 200 нм толщиной методом ионно-реактивного распыления

Для определения значений приращения показателя преломления измерялись углы возбуждений линий поглощения мод необыкновенной поляризации с помощью призменного ввода на рабочей длине волны 633 нм. Пленка S1O2 предварительно удалялась раствором плавиковой кислоты. Профиль показателя преломления по глубине восстанавливался с использованием методик, описанных в главе 2

Приращение показателя преломления на поверхности Дпе определено как среднее между значениями, полученными двумя указанными методами Образцы для экспериментов были подготовлены попарно Изначальный протонный обмен проводился одинаково для обоих образцов, затем один из них покрывался 200 нм пленкой Si02 Получалось, что значения показателя преломления

на поверхности и поверхностные напряжения всегда были разными для этих двух образцов при отжиге в равных условиях.

У образцов, отожженных с покрытием, поверхностный слой содержит значительно больше водорода, чем открытый образец Кроме того, исследования с помощью рентгеновской дифрактометрии показывают значительное содержание триниобата лития в волноводной области у образцов, отожженных без покрытия.

Измерение потерь в состыкованных канальных волноводах методом «Из волокна в волокно» показали, что потери на образцах, отожженных с нанесенным слоем 8102 всегда ниже, чем на образцах без такого покрытия, что полностью коррелирует с приведенными выше данными.

Очевидно, что испарение водорода (или, точнее, водородсодержащих молекул) приводит к образованию точечных дефектов на поверхности в области волноводов. Эти дефекты, вероятно, и являются дополнительным центрам рассеяния в ОПО 1л1ЧЬ0з волноводах. Пленка кварца препятствует удалению молекул с поверхности кристалла Как результат, дополнительные центры рассеяния не появляются и образцы, покрытые пленкой 8102, имеют меньшие оптические потери. Структурная фазовая диаграмма Нх1л1.х№>0з также изменяется, если на отжигаемый образец предварительно была нанесена пленка 8Ю2

Полученный результат используется при разработке, изготовлении и оптимизации параметров различных изделий интегральной оптики.

Глава 4 посвящена разработке технологии изготовления электрооптических модуляторов на кристаллах ниобата лития методом протонного обмена Раздел 4 1 описывает технологический маршрут изготовления электрооптических модуляторов Входной контроль пластин ниобата лития позволяет определить качество поверхностного слоя пластин, наличие поликристаллического слоя, влияющего последующие диффузионные процессы

Для получения пластин без нарушенного поверхностного слоя была разработана технология химико-механической обработки пластин, включающая в себя несколько стадий - шлифовку, двух стадийную химическую обработку, химико-механическую полировку Показано, что сочетание таких методов дает в результате поверхность пластин ниобата лития, свободную от микротрещин, заполированного аморфного слоя, скрытых царапин. При такой обработке все диффузионные процессы имеют кинетику, характерную для монокристаллов ниобата лития, не зависящую от образца к образцу.

Разработка топологического рисунка определяется потребностями будущего применения приборов Наиболее востребованным сегодня является интегрально-оптический фазовый модулятор, объединенный на одном кристалле с другими функциональными элементами, входящими в состав волоконно-оптического интерферометра Многофункциональный интегрально-оптический элемент выполняет несколько функций, поляризатор, разветвитель, фазовый модулятор При разработке топологии МИОЭ

учитывались требования потребителей данных приборов и условия их применения

Технология нанесения топологии ИОФМ во многом схожа с процессами, стандартными для многих отраслей микроэлектроники, но имеет свои особенности, обусловленные природой ниобата лития и технологией протонного обмена.

Как известно, наиболее оптимальным для изделий интегральной оптики является ввод и вывод излучения через торец подложки. Для наиболее эффективного ввода была разработана специальная технология полировки торцев ИОФМ, позволяющая обеспечить ввод и вывод излучения из кристалла ниобата лития под заданным углом

В разделе 4.2. представлена технология изготовления волоконно-оптических соединителей, предназначенных для волоконного ввода и вывода излучения, а также ориентации оптического волокна исходя их поддерживаемой оси поляризации Разработан процесс изготовления, сборки, ориентации, полировки и разделения на элементы волоконно-оптических соединителей для интегрально-оптических фазовых модуляторов.

Раздел 4 3.описывает разработанный процесс стыковки электрооптических модуляторов с волоконно-оптическими соединителями При стыковке наряду с описанным оборудованием, используются методы измерения оптических параметров, описанные в главе 2.

Раздел 4 4. описывает процесс изготовления волноводов методом протонного обмена. Показано, что оптимальный по свойствам протонообменный волновод можно получить только при оптимальном сочетании многих параметров процесса - ширины маски на фотошаблоне, длительности процесса протонного обмена,

процесса отжига, температурой процесса. Нужно учитывать фазовый состав протонообменного слоя, образующийся при проведении протонного обмена, и фазовые превращения, происходящие при проведении постобменного отжига

Получены зависимости оптических потерь в канальных протонообменных волноводах от времени проведения процесса, времени отжига, ширины формируемого канала (маски на фотошаблоне) Найдены оптимальные технологические режимы формирования канальных протонообменных волноводов с малыми потерям на распространение

Раздел 4 5 описывает технологический процесс и разработанную технологическую базу для проведения температурных испытаний Приводятся параметры ИОФМ, получаемых по разработанной технологии

В Главе 5 описывается применение электрооптических модуляторов.

Описаны основные применения ИОФМ, показаны структурные схемы приборов, использующих ИОФМ с составе оптического блока, показаны основные преимущества таких приборов

В разделе 5 1 Приведено описание разработанных одноосных волоонно-оптических гироскопов, конфигурация приборов, описание оптического блока, приведены основные параметры приборов, серийно выпускаемых в настоящее время

В разделе 5 2 описаны трехосные гироскопы, работающие по схеме поочередного переключения каналов Данная схема работы позволяет упростить схему прибора, более рационально задействовать электронную часть прибора, проводя циклическое подключение каждого из трех оптических датчиков угловой скорости При этом

все три канала работают идентично и независимо друг от друга, как одноосные схемы с замкнутым контуром обратной связи Представлены технические характеристики и результаты полетных испытаний в составе космического корабля «Союз-ТМА-5». Приведено описание трехосного гироскопа повышенной точности ТИУС-500М, его характеристики Данный прибор планируется к применению на будущих моделях пилотируемых космических аппаратов.

В разделе 5.3. представлены различные виды интегрально-оптических элементов, созданных на базе разработанной технологии - электрооптические переключатели, амплитудные модуляторы (модуляторы Маха-Цандера) Эти элементы имеют широкую полосу пропускания, вплоть до десятков Гигагерц, ограниченную только емкостью электрического тракта. Такие элементы находят широкое применение в телекоммуникациях, различных устройствах высокоскоростной обработки информации.

Основные результаты и выводы"

1. Показаны преимущества протонообменной технологии при формировании канальных световодов в ниобата лития.

2. Выбран комплекс взаимодополняющих методов исследования протонообменных слоев в монокристаллах ГлКЮз, включающий анализ профилей распределения элементов, исследование фазового состава, анализ модового спектра и профилей показателей преломления, спектров пропускания структур.

3 Приведено краткое описание основных выбранных методов анализа, используемых в работе для исследования свойств протонообменных слоев в монокристаллах 1л№>Оз различного состава, а так же для измерения основных

параметров электрооптических модуляторов, изготовленного по технологии протонного обмена

4 Разработан метод улучшения качества отожженных протонообменных волноводов в ниобате лития Постобменный отжиг с предварительно нанесенной пленкой БЮг снижает оптические потери в АРЕ 1лМ>Оз волноводах Структурная фазовая диаграмма Нх1л1.хМЮз также изменяется, если на отжигаемый образец предварительно была нанесена пленка 8Ю2 Полученный результат используется при разработке, изготовлении и оптимизации параметров МИОЭ и других изделий интегральной оптики, использующие канальные световоды в кристаллах ниобата лития, сформированные методом протонного обмена.

5. Разработан и внедрен в производство полный цикл технологического маршрута создания МИОЭ.

6. Разработаны технологические процессы входного контроля, шлифовки, полировки пластин, изготовления волоконно-оптических соединителей, стыковки.

7. Разработана топологическая схема МИОЭ, модулятора Маха-Цандера, электрооптического переключателя.

8 Разработана методика проведения температурных испытаний изделий, разработаны и изготовлены стенды температурных испытаний

9. Оптимизирована технология, комбинирующей процессы протонного обмена и последующего высокотемпературного отжига, для получения модуляторов на базе одномодовых канальных волноводов на длине волны 1 55 мкм в кристаллах ниобата лития с низкими потерями и высокой электрооптической эффективностью

10 Разработанные электрооптические модуляторы позволили создать целую серию волоконно-оптических гироскопов нового поколения Точностные и эксплуатационные характеристики приборов позволяют применять их в инерциальных навигационных системах и системах управления различных объектов, в том числе ракетно-космической техники. Разработанные волоконно-оптические гироскопы уже используются в штатном режиме в системе управления спуском космических кораблей Союз-ТМА. В ближайшее время запланировано применение таких приборов в других космических аппаратах.

11 Изготовлены опытные образцы интегрально-оптических переключателей и амплитудных модуляторов Маха-Цандера, пригодных для разработке на их основе датчиков электрического поля.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Yu N Korkishko, VAFedorov, О. Y Feoktistova, E.A.Baranov, E M Padenn. High-temperature protonexchange as an efficient method for fabrication of low-loss LiNbC>3 waveguides // in Integrated Optics Devices IV, G.C. Righmi, S.Honkanen, Editors, Proc SPIE. 2000, v.3936, pp 147-155

2. Yu.N.Korkishko, VA.Fedorov, O.Y Feoktistova, T.V Morozova, E.M Paderm Effect of S1O2 cladding on properties of annealed proton-exchanged LiNbOs waveguides // m Integrated Optics Devices IV, G С Righini; S.Honkanen, Editors, Proc SPIE, 2000, v 3936, pp 156-163

3. Коркишко Ю.Н, Федоров В А, Баранов ЕА, Феоктистова О Ю , Морозова Т В , Падерин Е М. Высокотемпературный протонный обмен - новый метод изготовления интегрально-оптических элементов в кристаллах ниобата лития // Тезисы докладов Третьей Международной научно-технической конференции "Электроника и Информатика - XXI век Москва, 22-24 ноября 2000 г, с 108-109.

4 Коркишко Ю.Н., Федоров В А., Баранов Е А , Морозова

ТВ., Падерин Е.М Метод высокотемпературного протонного обмена для формирования оптических волноводов в ниобате лития // Известия вузов Серия Электроника, 2001, № 4, с 47-58.

5 Коркишко Ю.Н , Федоров В А , Алкаев А Н , Морозова

Т В, Падерин Е М Высокотемпературный протонный обмен - новый метод изготовления интегрально-оптических модуляторов в кристаллах ниобата лития // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конферениии "Аэрокосмические техника и высокие технологии — 2001", Пермь, 12-14 апреля 2001 г., с. 151.

6 VЕ. Prilutzkn, YuK. Pylaev, AG. Gubanov, Yu.N. Korkishko, VA. Fedorov, EMPaderin, High-Precision Fiber Optical Gyroscope with Linear Digital Output, Proc 9th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, pp.333-342.

7 Yu N Korkishko, VA Fedorov, S.M Kostritskii, A N Alkaev, EI Maslennikov, E M.Paderin, D.V Apraksin, F. Laurell, Proton exchanged LiNb03 and 1лТаОз optical waveguides and integrated optic devices, m Abstract book Simposium and Summer School "Nano and Giga

Challenges m Microelectronics Research and Opportunities in Russia", Moscow, September 10-13, 2002, pp 161-162

8 Yu.N Korkishko, V.A Fedorov, S M Kostntskii, A N Alkaev, , E.M Paderin, E I.Maslenmkov, D.V.Apraksm Multifunctional integrated optical chip for fiber optical gyroscope fabricated by high temperature proton exchange // in Integrated Optical Devices-Fabrication and Testing G C. Righini, Editor, Proc SPIE, 2002, v.4944, pp. [4944-32].

9 Прилуцкий B.E, Пономарев ВГ, Губанов А Г., Коркишко Ю.Н, Федоров В.А., Кострицкий С.М., Падерин Е М., Алкаев А Н Волоконно-оптический гироскоп и цифровым выходом // Тезисы докладов IV Международной научно-технической конференции "Электроника и информатика 2002", Москва, Зеленоград, 19-21 ноября 2002, Часть 2, с. 129-130.

10. Коркишко Ю.Н , Федоров В А , Кострицкий С М , Падерин Е М., Алкаев А Н., Масленников Е И, Апраксин ДВ Многофункциональный интегрально-оптический элемент на ниобате лития // Тезисы

докладов IV Международной научно-технической конференции "Электроника и информатика 2002", Москва, Зеленоград, 19-21 ноября 2002, Часть 2, с 245

И. Yu. N. Korkishko, VA. Fedorov, S.M Kostritsku, A N.Akaev, E.I. Maslenmkov, E.M. Paderin, D V. Apraksin, F. Laurell, Proton exchenged LiNb03 and LiTa03 waveguides and integrated optic devices, J Microelectronics Engineering, 2003

Литература-

1. 1 Korkishko Yu N , Fedorov V A Ion Exchange m Single Crystals for Integrated Optics and Optoelectronics // Cambridge International Sci. Publ -1999 - P. 97-269

2. Suchoski P G , Fmdakly T K, Leonberger F J Stable low-loss proton-exchanged LiNb03 devices with no electro-optic degradation // Opt. Lett. - 1988 - Vol. 13. -P 1050-1052

3. Yu.N Korkishko and V.A Fedorov, "Structural phase diagram of HxLii.xNb03 waveguides- the correlation between optical and structural properties", IEEE J. Sel Topics Quantum Electron , vol.2, pp. 187-196, 1996

4. Yu.N Korkishko, V.A Fedorov, M.P.De Micheli, P.Baldi, KE1 Hadi, and A.Leycuras, "Relationships between structural and optical properties of proton-exchanged waveguides on Z-cut lithium niobate", Appl. Opt., vol 35, pp 7056-7060,1996.

5 Yu.N.Korkishko, V A.Fedorov, and S.M Kostritskii, "Optical and X-ray characterization of HxLii.xNb03 phases generated in proton exchanged LiNb03 optical waveguides", J Appl Phys , vol 84, pp 2411-2419, 1998

6 Yu.N. Korkishko and V.A Fedorov, "Relationship between refractive indices and hydrogen concentration m proton-exchanged LiNb03 waveguides", J.Appl Phys., vol.82, pp. 1010-1017,1997.

7 V.A Fedorov and Yu N Korkishko, "Crystal structure and optical properties of proton-exchanged LiTa03 waveguides", Ferroelectncs, 1994, v. 160, № 1-4, pp.185-208/

8 Logozmski V , Safoutine I, Solomatm V Fiber Optic Gyro with Digitally Corrected Output // Proc. 8th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems-2001 - P.49-56.

9. ЮН Коркишко, В А Федоров, В Е.Прилуцкий, В.Г Пономарев, М А Фенюк, В.Г. Марчук, С М.Кострицкий, Е.М Падерин, Высокоточный волоконно-оптический гироскоп с линейным цифровым, Гироскопия и навигация, 2004, N1, с 6982.

10. Yu.N Korkishko and V A.Fedorov, "Structural phase diagram of HxLii_xNbC>3 waveguides the correlation between optical and structural properties", IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron, vol 2, pp. 187-196, 1996

11. Chiang K.S. Construction of refractive index profiles of planar dielectric waveguides from the distribution of effective indices // J.Lightwave Techn., 1985, v.3, N2, pp.385-391

12 White J M., Heidnch P.F. Optical Waveguide Refractive Index Profiles Determined from Measurement of Mode Indices- a Simple Analysis // Appl.Optics, 1976, v. 15, N1, pp 151-155

Подписано в печать

Формат 60x84 1/16 Уч -изд л Тираж ^О экз Заказ

Отпечатано в типографии ИПК МИЭТ

124498, Москва, г Зеленоград, проезд4806, д 5, МИЭТ

Общая характеристика работы

Введение

Список сокращений

Глава 1 Изготовление и свойства протонообменных световодов

1.1. Базовые материалы интегральной оптики

1.2. Оптические свойства сегнетоэлектрических кристаллов LiNb

1.3. Электрооптические свойства

1.4. Фоторефрактивный эффект

1.5. Основные физические свойства сегнетоэлектрических кристаллов 1лЫЬОз

1.5.1. Рост монокристаллов LiNb

1.5.2. Дефектная структура LiNb

1.5.3. Сегнетоэл ектрические свойства

1.5.4. Кристаллическая структура

1.6. Методы формирования волноводов в кристаллах ниобата лития

1.6.1. Аутдиффузные волноводы

1.6.2. Титан-диффузионные волноводы 36 Выводы к главе

Глава 2 Методы формирования и исследования параметров и свойств протонообменных световодных структур 41 2.1.1. Протонообменные световоды в кристаллах ниобата лития 41 2.2. Методы исследования параметров и свойств протонообменных волноводов в кристаллах ниобата лития 45 2.2.1. Волноводно-оптический метод (метод модовой спектроскопии) 45 2.2.1.1. Восстановление профилей показателя преломления в волноводных поверхностных слоях

2.2.1.1.1. Кусочно-линейная аппроксимация профиля показателя преломления

2.2.1.1.2. Аппроксимация обобщенной функции Гаусса

2.2.2. Метод измерения спектров ИК-поглощения, УФ и видимого диапазона

2.2.3. Двукристальная рентгеновская дифрактометрия

2.2.4. Методы измерения основных параметров интегрально-оптического фазового модулятора, изготовленного по технологии протонного обмена. 53 Выводы к главе

Глава 3. Влияние покрытия диоксида кремния на свойства отожженных протонообменных световодов.

3.1. Фазовые процессы в протонообменном слое

3.2. Подготовка образцов и их характеристики

3.3. Экспериментальные результаты

3.4. Механизм процесса 69 Выводы к главе

Глава 4. Разработка технологии изготовления электрооптических модуляторов на кристаллах ниобата лития методом протонного обмена

4.1. Технологический маршрут изготовления интегрально-оптических модуляторов 73 4.1.1 Входной контроль исходных пластин ниобата лития

4.1.2. Шлифовка

4.1.3. Химическая обработка после шлифовки

4.1.4. Полировка пластин

4.1.5. Разработка топологии интегрально-оптических фазовых модуляторов и многофункциональных интегрально-оптических элементов

4.1.6. Нанесение топологии ИОФМ 84 4.1.6.1. Нанесение электродов

4.1.7. Полировка торцев модуляторов

4.2. Изготовление волоконно-оптических соединителей

4.2.1. Изготовление заготовки

4.2.2. Ориентация и вклейка волокна

4.2.3. Полировка волоконно-оптических соединителей

4.3. Стыковка 96 4.3.1. Выбор оборудования и организация рабочего места

4.4. Технология изготовления волноводов

4.5. Температурные испытания электрооптических модуляторов. Полученные результаты.

Выводы к главе 4.

Глава 5 Применение электрооптических модуляторов

5.1. Одноосные волоконно-оптические гироскопы 119 5.1.1 Конфигурация

5.1.2. Оптический блок одноосных ВОГ

5.1.3. Параметры одноосных ВОГ

5.2. Трехосный ВОГ с последовательной работой каналов

5.2.1. Конфигурация

5.2.2. Трехосный ВОГ с последовательной работой каналов

5.3. Разработка интегрально-оптических элементов на основе ОПО волноводов в кристаллах ниобата лития

5.3.1. Электрооптический переключатель

5.3.2. Электрооптический модулятор Маха-Цандера 132 Выводы к главе 5 134 Литература

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Протонный обмен, наряду с диффузией титана из пленок, является базовым методом формирования оптических волноводов в кристаллах ниобата лития. Возможности формирования методами протонного обмена высокопреломляющих световодов в кристаллах ниобата лития, без последующей монодоменизации пластин, привлекли огромное внимание технологов и разработчиков интегрально-оптических схем. Данная технология обладает следующими важнейшими достоинствами и преимуществами перед другими методами: процессы проводятся при низких температурах и атмосферном давлении, низкая стоимость и доступность технологического оборудования, простота технологических операций.

Однако протонообменные световоды характеризуются сложным структурно-фазовым многообразием. Различные фазы впервые были идентифицированы и описаны в работах [68]-[72]. Наибольшее распространение получили а-фазные волноводы, которые обладают наименьшими оптическими потерями и высокими электрооптическими свойствами. Однако, при формировании а-фазных волноводов традиционным методом протонного обмена с последующим отжигом (ОПО метод) в слое первичного протонного замещения из-за протекающих в процессе отжига многочисленных фазовых переходов формируются различные дефекты, вызывающие дополнительное светорассеяние. В связи с этим, актуальным является разработка методов формирования протонообменных волноводов, имеющих улучшенную структуру поверхности, меньшее светорассеяние и более высокий показатель преломления в волноводной области.

Для подготовки промышленного производства изделий интегральной оптики необходимо разработать полный цикл технологического процесса, который бы заключал в себя весь путь создания изделий - от входного контроля исходных материалов, до проверки параметров готовой продукции. На сегодняшний день разработаны отдельные технологические процессы, слабо адаптированные друг с другом и рассчитанные на выпуск опытных образцов, достижение определенных параметров либо измерение каких-либо характеристик образцов.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование технологии изготовления протонообменных электрооптических многофункциональных интегрально-оптических элементов для волоконно-оптических гироскопов.

Основные задачи, определяемые целями работы:

• Исследование влияния диэлектрического покрытия БЮг на кинетику процесса постобменного отжига и свойства волноводов.

• Разработка технологического маршрута изготовления электрооптических многофункциональных интегрально-оптических элементов (МИОЭ) на кристаллах ниобата лития.

Научная новизна диссертационной работы:

• Предложен, разработан и исследован процесс формирования отожженных протонообменных волноводов путем нанесения на поверхность ниобата лития диэлектрической пленки Si02.

• Разработаны технологические процессы, входящие в технологический цикл изготовления электрооптических МИОЭ - входной контроль, шлифовка и полировка, химическая обработка, фотолитографические процессы, вакуумное напыление, изготовление волоконно-оптических соединителей, технология стыковки, методики измерений оптических характеристик.

• Разработана топология изготовления многофункционального интегрально-оптического элемента для волоконно-оптического гироскопа, включающая в себя Y-разветвитель, модовый фильтр и два фазовых модулятора.

• Разработаны методы и стенды температурных испытаний МИОЭ.

Практическая ценность результатов работы состоит в следующем: 1. Разработана и внедрена в промышленное производство технология изготовления МИОЭ для волоконно-оптического гироскопа.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Метод улучшения параметров отожженных протонообменных волноводов с применением диэлектрической пленки S1O2.

2. Технологические процессы, входящие в технологический цикл изготовления МИОЭ для волоконно-оптического гироскопа.

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях:

- Третья Международной научно-технической конференции "Электроника и Информатика - XXI век", Москва, 22-24 ноября.

- Всероссийской научно-технической конференции "Аэрокосмические техника и высокие технологии - 2001", Пермь, 12-14 апреля 2001 г.

- 9th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 26-28 May 2002,

- IV Международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика-2002", Москва, Зеленоград, 19-21 ноября 2002,

- 5th International Workshop on Laser & Fiber-Optical Networks Modelling, Alushta, Ukraine, 2003.

- Simposium and Summer School "Nano and Giga Challenges in Microelectronics

Research and Opportunities in Russia", Moscow, September 10-13, 2002, pp.161162.

- SPIE symposium: Integrated Optical Devices: Fabrication and Testing, Brugge, Belgium, October 2002.

11-я Санкт-Петербургской международная конференция по интегрированным навигационным системам, 24-26 мая 2004.

St.-Petersburg, 16-я научно-техническая конференция «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления», 24-26 мая 2004,

- Международной научно-техническая конференция. "Датчики и системы", Пенза, 2005

IV Международная конференция «Микротехнологии и новые информационные услуги в авиации и космонавтике», Санкт-Петербург, 06 октября 2005,

13-я Санкт-Петербургской международная конференция по интегрированным навигационным системам, 27-29 мая 2006.

14-я Санкт-Петербургской международная конференция по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатных работы, в том числе: 2 статьи в журнале «Известия ВУЗов, серия Электроника», 1 статья в журнале "Microelectronics Engineering", 2 статьи в журнале «Гироскопия и навигация», 3 статьи в сборнике Proceedings of SPIE, а также в материалах (статьи и тезисы докладов) российских и международных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов по работе, содержит 142 страницы машинописного текста, включая 9 таблиц, 43 рисунка и список литературы в количестве 96 наименований.

Выводы к главе 5.

1. Представлены достижения в разработках и изготовлении одноосных и трехосных волоконно-оптических гироскопов с замкнутым контуром обратной связи. 2.

2. Точностные и эксплуатационные характеристики приборов позволяют применять их в инерциальных навигационных системах и системах управления различных объектов, в том числе ракетно-космической техники. Разработанные волоконно-оптические гироскопы уже используются в штатном режиме в системе управления спуском космических кораблей Союз-ТМА. В ближайшее время запланировано применение таких приборов в других космических аппаратах.

3. Продолжение разработок и инженерные усилия сконцентрированы на выработке решений с целью уменьшения их размеров, повышения точности и оптимизации стоимости производства.

4. Изготовлены опытные образцы интегрально-оптических переключателей и амплитудных модуляторов Маха-Цандера, пригодных для разработке на их основе датчиков электрического поля.

135

1. Marinsky J.А., 1969, 1.n exchange - A series of advances, (Dekker, New York).

2. Ramaswamy R.V., Srivastava R. Recent advances in ion-exchanged optical waveguides and components // J.Mod.Optics, 1988, v.35, N 6, p. 1049-1067.

3. Helfrerich F., Plesset M.S. Ion exchange Kinetics. A Nonlinear Diffusion Problem //J. Chem. Phys, 1958, v. 28, N 3, pp.418-425.

4. Maciak T. Stearic acid as a protonic source for fabrication of LiNb03 waveguides by proton exchange // Optica Applicata. 1990. - Vol. 20. P. 209 - 211.

5. Хаисперджер P. Интегральная оптика. Теория и технология // М.:Мир, 1985, 379 с.

6. Тамир Т. (Под редакцией) Интегральная оптика /- М.:Мир, 1978, 344 с.

7. Yariv A., Yeh Р., 1984, Optical Waves in Crystals (Wiley, New York), p.416.

8. Hunsperger R.G., 1985, Integrated Optics: Theory and Technology, (Springer, Berlin).

9. Shen Y.R., 1984, The Principles of Nonlinear Optics, (Wiley, New York).

10. Lawrence M. Lithium-Niobate Integrated-Optics // Rep.Prog.Phys., 1993, v.56, N 3, p.363-429.

11. Carruthers J.R., Peterson G.E., Grasso M., Bridenbaugh P.M. Nonstoichiometry and crystal growth on lithium niobate // J.Appl.Phys., 1971, v.42, p. 1846.

12. Barns R.L., Carruthers J.R. Liyhium tantalate single crystal stoichiometry // J.Appl.Cryst., 1970, v.3, p.395-399.

13. Warner A.W., Опое M., Coquin G.A. Determination of Elastic and Piezoelectric Constants in Class (3m) // J.Acoust.Soc.Am., 1967, v.42, N 6, p.l223-1231.

14. Smith R.T., Welsh F.S. Temperature dependence of the elastic, piezoelectric, and dielectric constants of lithium niobate and lithium tantalate // J.Appl.Phys., 1971, v.42, N6, p.2219-2231.

15. Grabmaier B.C., Wersing W., Koestler W. Properties of Undoped and MgO-Doped LiNb03 Correlation to the Defect Structure // J.Crystal Growth, 1991, v.l 10, N 3, p.339-347.

16. Атучин B.B. Зависимость показателей преломления LiNb03 от состава кристалла// Оптика и спектроскопия, 1989, т.67, N 6, с. 1309-1312.

17. Di Domenico M., Wemple S. H. Oxygen-octahedra ferroelectrics. I. Theory of electro-optical and nonlinear optical effects // J.Appl.Phys., 1969, v.40, p.720.

18. Schlarb U., Betzler K. Refractive-Indexes of Lithium-Niobate as a Function of Temperature, Wavelength, and Composition A Generalized Fit // Phys.Rev.B, 1993, v.48, N 21,p.l5613-15620.

19. Ashkin A., Boyd G.D., Dzedzik J.M. et al. Optically-induced refractive index inhomogenities in LiNb03 and LiTa03. Appl. Phys. Letters, 1966, vol. 9, N 1, p. 72-74.

20. Chen F.S. Optically induced change of refractive indices in LiNb03 and LiTa03.-J. Appl. Phys., 1969, vol. 40, N 8, p. 3389-3396.

21. Amodei J.J and Staebler D.L., 1971, Appl.Phys.Lett., 18, 540.

22. Becker R.A., 1984, Appl.Phys.Lett., 45, 121.

23. Jackel J.L., Glass A.M., Peterson., Rice C.E., Olson D.H., and Veselka J.J., 1984, J.Appl.Phys., 55,269.

24. Fujiwara Т., Cao X.F., Srivastava R., and Ramasvamy R.V., 1992, Appl.Phys.Lett., 61, 743.

25. Zachariasen W.H. Untersuchungen uber die Kristallstructur von Sesquioxygen und Verbindungen AB03 // Skrifter Der Norske Videnskaps-Akademi Oslo, I.Mat-Naturv.Klasse, 1928, N4.

26. Matthias В. Т., Remeika J.P. Ferroelectricity in the Ilmenire structure // Phys. Rev., 1949, v.76,p.l886.

27. Ballman A. A. Growth of piezoelectric and ferroelectric materials by Czochralski technique// J.Am. Ceram. Soc., 1965, v.48,p.112.

28. Федулов C.A., ШапироЗ.И., Ладыженский П.Б. Выращивание кристаллов LiNb03, LiTa03 и NaNb03 методом Чохральского // Кристаллография, 1965, т.10, с.218.

29. Nassau К., Levinstein H.J., Loiacono G.M. Ferroelectric lithium niobate 1. Growth, domain structure, dislocations and etching// J.Phys.Chem. Solids, 1966a, v.27, N 4, p.983-988.

30. Nassau K., Levinstein H.J., Loiacono G.M. Ferroelectric lithium niobate 2. Preparation of single domain crystals // J.Phys.Chem.Solids, 1966b„ v.27, N 4, p.989-996.

31. Abrahams S.C., Reddy J.M., Bernstein J.L. Ferroelectric lithium niobate 3.Single crystal X-ray diffraction study at 24° СП J.Phys.Chem.Solids, 1966a, v.27, p.997-1012.32.0'Bryan H.M., Gallagher P.K., Brandle C.D. // J.Am.Ceram.Soc., 1985, v.68, p.493.

32. Crystal Technology, Inc., 1992, Data sheet, "Optical crystals, Lithium Niobate, Lithium Tantalate", 1035 East Meadow Circle, Palo Alto, California 94303, United States of America.

33. Rauber A., 1978, Chemistry , physics of lithium niobate, in Current Topics in Material Science, 1, E. Kaldis(ed), North-Holl, 481.

34. Schirmer O.F., Thiemann 0., Wohlecke M. Defects in LiNb03 .1. Experimental Aspects //J.Phys.Chem.Solids, 1991, v.52, N 1, p.l 85-200.

35. Korkishko Yu.N., Fedorov V.A. Ion Exchange in Single Crystals for Integrated Optics and Optoelectronics // Cambridge International Sci. Publ. 1999. - P. 97 -269.

36. Iyi N., Kitamura K., Izumi F., Yamamoto K., Hayashi Т., Asano H., Kimura S. Comparative-Study of Defect Structures in Lithium-Niobate with Different Compositions //J.Solid State Chem., 1992, v.101, N 2, p.340-352.

37. Wilkinson A.P., Cheetham A.K., Jarman R.H. The Defect Structure of Congruently Melting Lithium-Niobate // J.Appl.Phys., 1993, v.74, N 5, p.3080-3083.

38. Zotov N., Boysen H., Frey F., Metzger Т., Born E. Cation Substitution Models of Congruent LiNb03 Investigated by X-Ray and Neutron Powder Diffraction// J.Phys.Chem.Solids, 1994, v.55, N 2, p.145-152.

39. Blumel J., Born E., Metzger Th. Solid-State NMR-Study Supporting the Lithium Vacancy Defect Model in Congruent Lithium-Niobate // J.Phys.Chem.Solids, 1994, v.55, N7, p.589-593.

40. Watanabe Y., Sota Т., Suzuki K., Iyi N., Kitamura K., Kimura S. Defect Structures in LiNb03 // J.Phys.:Condens.Matter, 1995, v.7, N 18, p.3627-3635.

41. Abrahams S.C., Reddy J.M., Bernstein J.L. Ferroelectric lithium niobate 3.Single crystal X-ray diffraction study at 24° C// J.Phys.Chem.Solids, 1966a, v.27, p.997-1012.

42. Abrahams S.C., Buehler E., Hamilton W, C., Laplaca S.J. Ferroelectric lithium tantalate III. Temperature dependence of the structure in the ferroelectric phase and the paraelectric structure at 940° С // J.Phys.Chem. Solids, 1973, v.34, p.521.

43. Yamada Т., Niizeki N., Toyoda H. Curie point and lattice constants of lithium tantalate// Jpn.J.Appl.Phys., 1968,v.7,p.298-299.

44. Кузьминов Ю.С. // Кристаллография, 1995, т.40, с. 1034.

45. Gallagher Р.К., O'Bryan Н.М.// J.Am.Ceram.Soc., 1985, v.68, p. 147.

46. Gallagher P.K., O'Bryan H.M. Detection of a Lithium-Rich Skin on Lithium-Niobate Single-Crystals // J.Am.Ceram.Soc., 1988, v.71, N 8, p.C366-367.

47. Bailey P. // Thesis. Bristol, 1952, Quoted by H.D.Megaw: Acta Crystallogr. 1952, Vol.7, N2, p.187-190.

48. Abrahams S.C., Reddy J.M., Bernstein J.L. Ferroelectric lithium niobate 5. Polycrystal X-ray diffraction study between at 24° and 1000° С // J.Phys.Chem.Solids, 1966c, v.27, p.1019-1026.

49. Birnie D.P. The Spontaneous Polarization As Evidence for Lithium Disordering in LiNb03 // J.Mater.Res., 1990, v.5, N 9, p. 1933-1939.

50. Birnie D.P. Model for the Ferroelectric Transition in Nonstoichiometric Lithium-Niobate and Lithium Tantalate // J.Am.Ceram.Soc., 1991a, v.74, N 5, p.988-993.

51. Birnie D.P. Simple Estimate of the Lithium Disordering Energy in LiNb03 and LiTa03 //J.Mater.Sci.Lett., 1991b, v.10, N 16, p.978-980.

52. Weis R.S., Gaylord Т.К. Lithium niobate: Summary of Physical properties and crystal structure // Appl. Phys. A, 1985, v.37, p.191.

53. Kaminow I.P., Carruthers J.R. Optical waveguiding layers in LiNb03 and LiTa03 // Appl.Phys.Lett., 1973, v.22, p.326.

54. Schmidt R.V., Kaminov I.P. Metal diffused optical waveguides in LiNb03 // Appl.Phys.Lett.,1974, v.25, N8, p.458-460.

55. Segmuller A., Noyan I.C., Speriosu V.S. X-ray diffraction studies of thin films and multilayer structures // Prog.Crystal Growth and Charact. 1989. Vol.18. p.21-66.

56. Wie C.R. High-resolution X-ray diffraction characterization of semiconductor structures// Mater.Sci.Eng.Rep., 1994. Vol.13.p.1-66.

57. White J.M., Heidrich P.F. Optical Waveguide Refractive Index Profiles Determined from Measurement of Mode Indices: a Simple Analysis // Appl.Optics, 1976, v.15, N1, pp.151-155.

58. Дикаев Ю.М., Копылов Ю.А., Котелянский И.М. Простой метод определения профилей диффузионных . волноводов // Квантовая Электроника, 1981, т.8, с.378.

59. Chiang K.S. Construction of refractive index profiles of planar dielectric waveguides from the distribution of effective indices. // J.Lightwave Techn., 1985, v.3, N2, pp.385-391.

60. C.-T.Lee, C.-T.Huang, and J.-Y.Chen, J. Appl Phys., 84, 1204 (1998).

61. Eknoyan, H.F.Taylor, Z.Tang, V.P.Swenson, and J.M.Marx, Appl. Phys. Lett., 60, 407 (1992).

62. K. Saitoh, M. Koshiba, and Y. Tsuji, IEEE J Lightwave Techn., 17,255 (1999 ' 64. Chen Y.-X., Chang W.S.C., Lau S.S., Wielunski L., Holman R.L. Characterization ofLiNb03 waveguides exchanged in T1N03 solution// Appl.Phys.Lett., 1982, v.40, N1, p. 10-12.

63. Jackel J.L., Rice C.E. Variation in waveguides fabricated by immersion in AgN03 and T1N03: the role of hydrogen // Appl.Phys.Lett., 1982, v.41, N 6, p.508-510.

64. Jackel J.L., Rice C.E., Veselka J.J. Proton exchange for high-index waveguides in LiNb03 // Appl.Phys.Lett., 1982, v.41, N 7, p.607-608.

65. Ганыпин B.A., Коркишко Ю.Н., Петрова В.З. Особенности формирования H:LiNb03 световодов // ЖТФ, 1985, т.55, N 11, с.2224-2227.

66. Коркишко Ю.Н., Федоров В.А. Структурно-фазовая диаграмма протонообменных HxLii.xNb03 волноводов в кристаллах ниобата лития // Кристаллография. 1999. - Т. 44. - Вып. 2. - С. 237 - 246.

67. Коркишко Ю.Н., Федоров В.А. Зависимости показателей преломления от концентрации протонов в H:LiNb03 волноводах // ЖТФ. 1999. - Т. 69. -Вып. 3. - С. 47-57.

68. Yu.N.Korkishko and V.A.Fedorov, "Structural phase diagram of HxLii.xNb03 waveguides: the correlation between optical and structural properties", IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron., vol.2, pp. 187-196, 1996.

69. Yu.N.Korkishko, V.A.Fedorov, M.P.De Micheli, P.Baldi, K.E1 Hadi, and

70. A.Leycuras, "Relationships between structural and optical properties of proton-exchanged waveguides on Z-cut lithium niobate", Appl. Opt., vol.35, pp.7056-7060,1996.

71. Yu.N.Korkishko, V.A.Fedorov, and S.M.Kostritskii, "Optical and X-ray characterization of HxLii.xNb03 phases generated in proton exchanged LiNb03 optical waveguides", J.Appl.Phys., vol.84, pp.2411-2419, 1998.

72. Yu.N. Korkishko and V.A.Fedorov, "Relationship between refractive indices and hydrogen concentration in proton-exchanged LiNb03 waveguides", J.Appl.Phys., vol.82, pp.1010-1017, 1997.

73. Logozinski V., Safoutine I., Solomatin V. Fiber Optic Gyro with Digitally Corrected Output // Proc. 8th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems 2001. - P.49-56.

74. Ю.Н. Коркишко, В.А.Федоров, В.Е.Прилуцкий, В.Г.Пономарев, М.А.Фенюк,

75. B.Г. Марчук, С.М.Кострицкнй, Е.М.Падерин, Высокоточный волоконно-оптический гироскоп с линейным цифровым, Гироскопия и навигация, 2004, N1, с.69-82.

76. Suchoski P.G., Findakly Т.К., Leonberger F.J. Stable low-loss proton-exchanged LiNb03 devices with no electro-optic degradation // Opt. Lett. 1988. - Vol. 13. -P. 1050- 1052.

77. Bortz M.L., Eyres L.A., Fejer M.M. Depth profiling of d33 nonlinear coefficient in annealed proton exchanged LiNb03 waveguides // Appl. Phys. Lett. 1993. - Vol. 62.-P. 2012-2014.

78. K.El.Hadi, M.Sundheimer, P.Aschieri et al. Quasi-phase-matched parametric interactions in proton-exchanged lithium niobate waveguides // J. Opt. Soc. Am. B. 1997. - Vol. 14. - P. 3197 - 3203.

79. Коркишко Ю.Н., Федоров B.A., Прилуцкий B.E., Пономарев В.Г., Марчук В.Г., Морев И.В., Падерин Е.М., Кострицкий С.М., .Бранец В.Н., Рыжков

80. B.C. Трехосный волоконно-оптический гироскоп для ракетно-космического применения// Труды 13-й Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2006.- С.211-218

81. Korkishko Yu.N., Fedorov V.A., Laurell F. Second order optical nonlinearity ofthdifferent phases in proton exchanged LiNb03 waveguides // Proc. 9 Europ. Conf. on Integrated Optics (Torino, Italy, 1999 April 13 April 16) - P. 127 - 130.

82. Yu.N.Korkishko, V.A.Fedorov, F.Laurell The nonlinear optical properties of different phases in proton exchanged lithium niobate waveguides // accepted for publication in IEEE J.Sel.Topics Quantum Electron.

83. V.A. Ganshin and Yu.N. Korkishko, Optics Commun., 86, 523 (1991).

84. Zhao S., Pun E.Y.B., Chung P.S. Annealing effects on proton-exchanged LiNb03 optical waveguides using stearic acid // Microwave Optical Techn. Lett. 1992. -Vol. 5. - P. 490 - 493.

85. Zhao S., Pun E.Y.B. Chung P.S. Effect of annealing on proton-exchanged LiNb03 waveguides fabricated using stearic acid // Chinese J. Lasers. 1996. - Vol. 23. -P. 806-810.

86. A.Loni, G.Hay, R.M.De La Rue, and J.M.Winfield, IEEE J.Lightwave Techn., LT-7,911 (1989).

87. M.L.Bortz, L.A.Eyres, and M.M.Fejer, "Depth profiling of the d33 nonlinear coefficient in annealed proton exchanged LiNb03 waveguides", Appl.Phys.Lett., vol.62, pp.2012-2014,1993.

88. G.R.Paz-Pujalt, D.D.Tuschel, G.Braunstein, T.Blanton, S.Tong Lee, and L.M.Salter, "Characterization of proton-exchange lithium-niobate waveguides", J.Appl.Phys., vol.76, pp.3981-3987, 1994.

89. K.E1 Hadi, M.Sundheimer, P.Aschieri, P.Baldi, M.P.De Micheli, D.B. Ostrowsky, and F.Laurell, "Quasi-phase-matched parametric interactions in proton-exchanged lithium niobate waveguides", J.Opt.Soc.Am.B, vol.14, pp.3197-3203, 1997.

90. Yu.N.Korkishko and V.A.Fedorov, IEEE J. Selected Topics Quant. Electron., 2, 187 (1996).

91. H. Lefevre, "The Fiber-Optic Gyroscope", Artech House, 1993.

92. C.R. Pollock Fundamentals of Optoelectronics // Boston: Irwin Inc. 1990. - P. 96 -97.

93. T.Veng, T.Skettrup, and K.Pedersen, "Second-order optical nonlinearities in dilute melt proton exchange waveguides in Z-cut LiNb03", Appl.Phys.Lett., vol.69, pp.2333-2335,1996.