摻釹聚合物平面光波導(dǎo)放大器的基礎(chǔ)研究.pdf

1、光波導(dǎo)放大器作為一種對(duì)光信號(hào)放大的器件，可以彌補(bǔ)光信號(hào)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的損耗，在光纖通信、集成光電子學(xué)和集成光學(xué)領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。摻雜稀土元素的光波導(dǎo)放大器是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。釹(Nd3+)離子的熒光波段主要在900nm、1060nm和1330nm波長(zhǎng)處，在激光材料和光通信領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。本文主要研究了摻釹聚合物平面光波導(dǎo)放大器，具體工作如下:
　　1、合成了釹配合物Nd(TTA)3(TPPO)2(HTTA∶2-then

2、oyltrifluoroacetone，TPPO∶triphenylphosphine oxide)，將其分別摻雜到PMMA(Polymethylmethacrylate)和SU-8聚合物中，制備了Nd(TTA)3(TPPO)2/PMMA、Nd(TTA)3(TPPO)2/SU-8有源聚合物材料，測(cè)量了摻雜材料的吸收光譜和熒光光譜，通過(guò)Judd-Ofelt理論計(jì)算了Nd(TTA)3(TPPO)2/PMMA材料的發(fā)光性能參數(shù);建立摻釹聚合物

3、的速率方程和傳輸方程，理論模擬了Nd(TTA)3(TPPO)2/PMMA光波導(dǎo)放大器的增益特性。計(jì)算表面:當(dāng)Nd3+離子摻雜濃度為0.5×1020cm-3，泵浦光波長(zhǎng)為800nm、功率為80mW時(shí)，放大器在1060nm處可獲得4.25dB/cm的理論增益;探討了Nd3+離子摻雜濃度、信號(hào)光發(fā)射截面、泵浦光吸收截面、熒光壽命等參數(shù)對(duì)器件增益性能的影響。
　　2、研究了聚合物波導(dǎo)的制備工藝，設(shè)計(jì)工藝流程分別制備了脊型和嵌入型兩種結(jié)構(gòu)的

4、Nd(TTA)3(TPPO)2/PMMA和Nd(TTA)3(TPPO)2/SU-8聚合物光波導(dǎo)放大器，對(duì)脊型SU-8波導(dǎo)和脊型、嵌入型Nd(TTA)3(TPPO)2/SU-8波導(dǎo)放大器器件的形貌進(jìn)行了表征。
　　3、搭建了增益測(cè)試測(cè)試系統(tǒng)，分別測(cè)試了脊型SU-8波導(dǎo)和脊型、嵌入型Nd(TTA)3(TPPO)2/SU-8波導(dǎo)放大器及脊型Nd(TTA)3(TPPO)2/PMMA波導(dǎo)放大器的通光性能，得到了良好的近場(chǎng)輸出光斑;解決了10