鉺鐿共摻有機聚合物光波導(dǎo)放大器的研究.pdf

1、摻鉺平面光波導(dǎo)放大器(EDWA)是應(yīng)用在1.5μm窗口通信系統(tǒng)中的一種重要的光學(xué)器件,能夠有效的補償光信號在光纖傳輸過程中的損耗;同時,EDWA也可應(yīng)用在光子計算機領(lǐng)域中,將其集成在光子芯片中,可以有效的補償光子器件的光損耗,提高光傳輸效率。因此,EDWA以其重要的研究應(yīng)用價值而成為國內(nèi)外的研究熱點。目前,對摻鉺有機光波導(dǎo)放大器的研究,多數(shù)都處于對材料和理論的研究,獲得增益現(xiàn)象的研究報道不多。
　　 本文將鉺鐿共摻的三元配合物單

2、體[Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2]摻雜在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中,進行了吸收、發(fā)射性能表征和增益性能模擬,并進一步研究了材料的器件化工藝制備條件。
　　 主要工作內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1.用水熱法合成了配合物單體Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2且制備了有源材料Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2/PMMA,并對材料的吸收光譜和熒光發(fā)射譜進行了測量,觀測到了鉺離子由基態(tài)4I

3、15/2能級到激發(fā)態(tài)4I11/2,4F9/2,4S3/2,2H11/2和4F7/2能級躍遷的特征吸收峰;在1535nm波長處得到了較強的光致發(fā)光光譜,熒光半高寬為80nm,比無機基質(zhì)光波導(dǎo)放大器的熒光半高寬大了一倍,有利于產(chǎn)生大的增益帶寬。
　　 2.針對有源材料,建立了980nm泵浦光激發(fā)下的原子速率方程和光功率傳輸方程。在忽略自發(fā)輻射放大情況下,采用重疊積分法對原子速率方程和傳輸方程進行研究。理論計算了鉺離子摻雜濃度、重疊積

4、分因子、信號光發(fā)射截面等參數(shù)對鉺鐿共摻聚合物光波導(dǎo)放大器性能的影響。計算表明,當(dāng)輸入泵浦光功率為150mW,信號光功率為0.1mW時,對于Er3+、Yb3+離子摻雜濃度為0.3×1020ions/cm3的Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2/PMMA有源材料,在2cm長的器件上可以得到1.87dB的光增益。
　　 3.將Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2/PMMA作為芯層材料,利用旋涂、蒸鋁、光刻、顯影、反