【摘 要】
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稀土离子掺杂的光波导放大器是继半导体光放大器、光纤放大器之后又一具有良好应用前景的光放大器。掺铒光波导放大器可以和调制器、光开关、阵列波导光栅、隔离器等器件集成
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稀土离子掺杂的光波导放大器是继半导体光放大器、光纤放大器之后又一具有良好应用前景的光放大器。掺铒光波导放大器可以和调制器、光开关、阵列波导光栅、隔离器等器件集成在一起，补偿光传输过程中的损耗。稀土离子掺杂的有机聚合物光波导放大器，相对于无机光波导放大器主要解决了折射率改变量小、工艺复杂、难于与硅基材料集成等缺点。聚合物材料的折射率可控，制作的器件尺寸较小，质量较轻，在制作高密度集成器件方面具有独特的优势，前景良好。本文使用LiYF4: Er3+,Yb3+纳米晶掺杂SU-8光刻胶分别制备了芯层包层共同掺杂型聚合物光波导放大器和矩形结构光波导放大器。系统地研究了掺杂LiYF4: Er3+,Yb3+纳米晶的聚合物光波导放大器的有源芯层材料的合成，对器件的制备工艺进行了详细的说明，并对制备出的器件进行了性能测试。论文的详细工作为：采用高温热分解的方法合成了一种LiYF4: Er3+,Yb3+纳米晶，对LiYF4:Er3+,Yb3+纳米晶的形貌，纳米晶结构和近红外发射特性等方面进行了详细的表征。将LiYF4: Er3+,Yb3+纳米晶掺杂入SU-8光刻胶，分别采用光漂白法和光刻显影工艺，在表面生长SiO2的Si衬底上制备了芯层包层共同掺杂型聚合物光波导放大器，并且制备了矩形结构光波导放大器。对器件结构与波导形貌进行了表征，并对器件进行了性能测试。其中掺杂LiYF4: Er3+,Yb3+纳米晶的芯层包层共同掺杂型聚合物光波导放大器长度为1.5cm，当980nm波长泵浦光功率为170mW时，获得了2.0dB@1535nm的相对增益。掺杂LiYF4: Er3+,Yb3+纳米晶的矩形结构光波导放大器长度为1.7cm，当980nm波长泵浦光功率为180mW时，获得了3.9dB@1535nm的相对增益。
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