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掺铒聚合物光波导放大器的模拟与制备

齐飞  
【摘要】: 随着光纤通信和集成光电子学的发展,掺铒光波导放大器成为了光纤通信与光电子学领域研究和应用的热点。 本论文首先回顾了集成光学与光放大器技术的发展,提出了用于集成的掺铒光波导放大器,并着重分析掺铒聚合物光波导放大器的优势,介绍了掺铒有机聚合物材料和国内外对掺铒光放大器的研究进展;其次,从掺铒光波导放大器(EDWA)和铒镱共掺光波导放大器(EYCDWA)的速率方程和功率传输方程出发,通过数值计算,系统地讨论了抽运功率、信号功率、波导长度、Er3+离子浓度、Er3+/Yb3+掺杂浓度以及重叠因子、上转换系数等参数对增益和噪声的影响;接着合成了铒的三元配合物Er(DBM)3Phen和Er(AcAc)3Phen,并详细分析了它们的吸收光谱和发射光谱,然后对聚合物材料Er(DBM)3Phen/PMMA-GMA和PMMA-GMA的薄膜的折射率和膜厚进行了测量;最后,选用光刻和反应离子刻蚀工艺制备了光波导,并用光纤与波导放大器的直接端面耦合的方法来测试光波导放大器的增益特性,分别测得有机材料的波导放大器的最大增益为0.94dB,无机材料的波导放大器的最大增益为7.06dB。


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