收藏本站
收藏 | 论文排版

基于配体传能机制的有机光波导放大器的基础研究

詹鸿  
【摘要】:平面光波导放大器是密集波分复用(DWDM)传输系统的重要组成部分,可对光传输过程中的各类损耗进行补偿和放大,它是集成光子器件中的一个重要元件。随着对平面光子器件性能要求的不断提高,具有尺寸小、易于集成、增益性能稳定的掺钕光波导放大器(Neodymium Doped Waveguide Amplifier:NDWA)与掺销光波导放大器(Erbium Doped Waveguide Amplifier:EDWA)成为人们研究的重点对象。基于钕离子在800nm波长处、铒离子在980nm波长处的本征吸收,传统的NDWA和EDWA分别采用808nm波长和980nm波长的半导体激光器作为泵浦源直接激发稀土离子产生荧光发射。这类泵浦源体积大、成本高、无法实现集成,且直接激发稀土离子所需泵浦功率较大,导致器件端面发热,影响性能稳定性。基于此,本论文提出对具有配体传能机制的有机NDWA和EDWA开展基础研究,这类波导放大器可采用价格低廉、易于集成的蓝紫光LED激发,具有广阔的市场前景,论文开展的主要内容如下:1、制备了两种掺杂钕配合物Nd(DBT)和Nd(DPE)的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机薄膜,对这两种薄膜的紫外可见近红外吸收光谱、405nm氘灯和LED激发下的荧光光谱进行了表征;采用Judd-Oflet理论对吸收、发射光谱进行了分析,计算得到,在Nd(DBT)-PMMA和Nd(DPE)-PMMA薄膜中,Nd~(3+)离子能级寿命分别为398.36us和679.82us,实测能级寿命分别为3.4us和3.8us,量子效率为0.85%和0.56%。2、根据实验光谱数据,建立了基于配体与Nd~(3+)离子传能机制的有机NDWA的理论模型,通过Matlab编程,对掺杂Nd(DBT)的PMMA光波导放大器的增益性能进行了数值模拟,讨论了不同参数与器件增益间的关系,结果表明:在405nm LED泵浦下,泵浦功率为50mW,在2cm的器件上得到最大理论增益为3dB;对比了传统的808nm直接泵浦与405nm间接泵浦的增益情况,当器件产生增益时,采用808nm泵浦器件需要27mW的泵浦功率,而采用405nm泵浦只需11mW。3、合成了铒三元配合物Er(TTA)_3(TPPO)_2材料,将其掺杂在PMMA中制成薄膜;测试了Er(TTA)_3(TPPO)_2粉末和Er(TTA)_3(TPPO)_2-PMMA薄膜的紫外可见近红外吸收光谱、350nm和405nm氘灯激发下的荧光光谱;采用Judd-Oflet理论对光谱数据进行了分析,计算得到,在Er(TTA)_3(TPPO)_2-PMMA薄膜中,Er~(3+)离子荧光寿命为12.24ms。4、建立了基于配体与Er~(3+)离子传能机制的有机EDWA的理论模型,通过Matlab编程,对掺杂Er(TTA)_3(TPPO)_2的PMMA光波导放大器的增益性能进行了模拟分析,讨论了不同参数与器件增益间的关系,结果表明:在405nm LED泵浦下,泵浦功率为25mW,在2cm的器件上得到最大理论增益为9.2dB;对比了传统的980nm直接泵浦与405nm间接泵浦的增益情况,当器件产生增益时,采用980nm泵浦器件需要21mW的泵浦功率,而采用405nm泵浦只需4mW。5、研究了钕配合物、铒配合物材料的器件化条件,分别设计并制备了适合材料的嵌入型与脊型光波导,搭建了器件测试系统,获得了信号光在波导输出端的近场光斑。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 范崇澄;书评:《光波导理论》[J];通信学报;1985年01期
2 马树坤,程万君,苑立波;光波导理论中的若干基本问题[J];黑龙江大学(自然科学学报);1995年04期
3 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1998年04期
4 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1997年01期
5 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1997年06期
6 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1998年06期
7 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1996年05期
8 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1995年01期
9 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1995年02期
10 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1995年06期
11 凤兰;;光波导理论研究现状[J];内蒙古石油化工;2014年19期
12 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1994年03期
13 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1998年05期
14 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1996年02期
15 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1996年01期
16 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1996年04期
17 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1997年03期
18 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1995年03期
19 ;光波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1997年04期
20 陈鸿,吴翔,方俊鑫;无序材料中的Polariton在光波导理论中的应用[J];应用科学学报;1986年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪洋;基于光波导的高灵敏光谱检测技术研究及仪器设计[D];上海交通大学;2017年
2 张静;铝酸锂晶体和硫族化合物的离子注入特性研究[D];山东大学;2019年
3 孙蕾;基于微结构光波导的传感技术及其应用研究[D];北京邮电大学;2018年
4 于晓飞;离子束在光波导制备及固体—电解质界面的分析研究[D];山东大学;2018年
5 李成仁;掺铒Al_2O_3薄膜制备工艺、光波导增益特性的理论与实验研究[D];大连理工大学;2004年
6 周自刚;玻璃光波导功分器理论、技术及其光学特性研究[D];苏州大学;2005年
7 肖丙刚;面向光集成的光波导材料制备与参数测量方法研究[D];浙江大学;2006年
8 郝寅雷;离子交换玻璃光波导器件制备技术研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
9 焦扬;离子注入与离子束刻蚀制备平面和条形光波导的研究[D];山东大学;2007年
10 王磊;离子注入平面与条形光波导的优化条件研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 詹鸿;基于配体传能机制的有机光波导放大器的基础研究[D];厦门大学;2019年
2 刘伯东;耦合光波导中非线性波长转换相位匹配条件的理论研究[D];华南理工大学;2019年
3 余晓波;光波导探测器结构设计及工艺研究[D];电子科技大学;2019年
4 王一鸣;基于光波导的光电互联技术的设计与实现[D];西安电子科技大学;2019年
5 黄蒙;新型硅基光波导及其在中红外通信中的应用研究[D];华中科技大学;2019年
6 张勐;光波导环形谐振腔的溶液浓度传感特性研究[D];中北大学;2019年
7 方云山;基于光波导的板级光电互联技术的研究[D];西安电子科技大学;2018年
8 任帅;镓扩散铌酸锂晶体光波导的制备及表征[D];天津大学;2018年
9 王莉莉;基于两种酸碱指示剂光波导二甲胺传感器的研究[D];新疆大学;2017年
10 罗梦佳;集成光波导延迟线设计及应用研究[D];电子科技大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 苏恩泽;保障装备大思路[N];解放军报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978