邹林儿，张 泽，沈 云，傅继武

（南昌大学 物理系，江西 南昌 330031）

针对导波光学、光波导技术与理论等课程教学内容，在光电信息科学与工程本科专业和光学类硕士研究生专业中开展相关实验项目是非常重要的实验教学环节。在光通信和光学非线性信息处理等领域集成化方向发展的进程中，制备平面光波导并开发新型波导光子器件[1-2]是必备专业实验技能，而离子交换技术是制备光波导的主要方法。上世纪70 年代初，Izawa 等[3]提出利用离子交换技术制备玻璃基光波导后，离子交换技术历经后续几十年的发展，成为制作集成光学器件的主流技术[4-5]。离子交换技术具有制作工艺简单、易操作和成本低的优点，且制备的玻璃波导传输损耗低、折射率及模场分布与光纤模式匹配良好、易集成，在光通信、光传感等领域有广阔的应用[6]。为了让学生深入了解离子交换技术制备波导的过程和掌握波导参数的测量方法，培养学生综合运用知识进行创新实践的能力[7]，本文结合科研工作，搭建了基于离子交换技术制备平面光波导的综合设计性实验平台，用于本科生的科研训练综合性专业实验和硕士研究生专业基础实验教学。

1 离子交换技术原理

离子交换技术所制备的光波导一般为渐变型光波导，具有传输损耗低的特点。离子交换过程实质上是离子扩散过程，在制作平面波导过程中，离子交换在整个玻璃基的表面发生。如不引入辅助电场对扩散的作用，其扩散方程[8]为：