摻Y(jié)b-Er-Al-,2-O-,3-光波導放大器制備及光學特性研究.pdf

1、用中頻孿生靶磁控濺射法沉積制備了摻鉺、鐿鉺共摻Al<,2>O<,3>薄膜,探索了氧氣氬氣分壓、不同襯底、鐿鉺共摻雜、摻雜濃度、后退火溫度、退火時間等各工藝參數(shù)對薄膜特性的影響.用掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)分析了薄膜樣品的表面形貌,用橢圓偏振儀測量了薄膜的厚度和折射率.分析探討了鉺離子在氧化鋁薄膜中的發(fā)光機理.測量了各種薄膜樣品的光致發(fā)光特性,包括光致發(fā)光的峰值強度與摻鉺濃度、鐿鉺摻雜比率、泵浦功率和退火溫度的關系,

2、得出以下結(jié)論:(1)所有薄膜的峰值波長為1535nm,半值寬度在40nm-60nm之間.(2)鐿鉺共摻Al<,2>O<,3>薄膜的最佳鐿鉺濃度比為9:1.(3)退火溫度的不同,影響了Al<,2>O<,3>薄膜的微觀結(jié)構(gòu),導致光致發(fā)光強度變化.(4)鐿作為敏化劑,不僅提高了泵浦效率,增強了光致發(fā)光強度,也明顯地減小了鉺離子間激發(fā)態(tài)吸收、合作上轉(zhuǎn)換等效應所產(chǎn)生的"濃度猝滅"現(xiàn)象.通過求解Er及Yb/Er的速率方程,從理論上計算了摻鉺及鐿鉺共

3、摻Al<,2>O<,3>薄膜的熒光特性,得出了優(yōu)化的泵浦強度與優(yōu)化的摻鐿鉺濃度,并與實驗進行了比較.用BCl<,3>干法刻蝕將鐿鉺共摻Al<,2>O<,3>薄膜刻蝕成光波導,當信號光被調(diào)制為1Hz的方波時,在160mW功率泵浦下,光波導放大器的總增益為10.0dB,單位長度增益為4.2dB/cm.給出了放大器的放大特性曲線,噪聲指數(shù)特性.測量了摻鉺及鐿鉺共摻雜玻璃的光致發(fā)光特性、吸收譜,并測量了不同濃度樣品的增益,繪出了增益曲線.得出如