摻鉺及鉺鐿共摻Al-,2-O-,3-薄膜材料熒光特性的理論研究.pdf

1、光通信器件的集成化是現(xiàn)代光通信的發(fā)展方向。工作于1.53μm光通信窗口的摻鉺集成光波導(dǎo)放大器((EDWA)是繼摻鉺光纖放大器((EDEA)、半導(dǎo)體光放大器之后的又一新型光放大器，近年來(lái)引起人們極大的興趣。摻鉺光波導(dǎo)放大器具有損耗低、單位長(zhǎng)度增益高、體積小、成本低、噪聲系數(shù)低、很小的極化相關(guān)性，便于集成等特點(diǎn)。它能夠非常容易地與隔離器、相位陣列波導(dǎo)、分插復(fù)用器、調(diào)制器、光開(kāi)關(guān)等損耗器件集成在同一基片上，從而制成多種光通信集成有源器件。

2、 作為光波導(dǎo)放大器的基礎(chǔ)，對(duì)摻鉺薄膜材料的發(fā)光特性的研究就顯得尤為重要。研究表明Er在Al2O3薄膜基質(zhì)材料中具有較大的溶解度，可進(jìn)行高濃度的摻雜，在短距離內(nèi)獲得較大的增益。 本文介紹了摻鉺光波導(dǎo)放大器的基本原理和歷史發(fā)展過(guò)程，近年來(lái)的研究成果，以及該器件的特點(diǎn)和應(yīng)用。論文介紹了以Al3O2作為基質(zhì)的摻鉺光波導(dǎo)放大器的優(yōu)點(diǎn)，理論上研究了摻鉺及鉺鐿共摻Al2O3薄膜材料熒光特性。針對(duì)980nm泵浦波長(zhǎng)給出了具體的速率方程，進(jìn)行

3、摻鉺光致發(fā)光特性理論計(jì)算，得到熒光強(qiáng)度和反轉(zhuǎn)粒子數(shù)對(duì)泵浦強(qiáng)度和摻鉺濃度的依賴關(guān)系。在確定的摻鉺濃度下，隨泵浦光強(qiáng)的增加熒光強(qiáng)度反轉(zhuǎn)粒子數(shù)均趨于飽和。而在一定的泵浦強(qiáng)度下，隨摻鉺濃度的增加，熒光強(qiáng)度單調(diào)增加，而反轉(zhuǎn)粒子數(shù)則有一極值，存在一最優(yōu)的摻鉺濃度。同時(shí)對(duì)激發(fā)態(tài)吸收和合作上轉(zhuǎn)換對(duì)發(fā)光特性的影響，進(jìn)行了分析和討論。 研究了鉺鐿共摻技術(shù)對(duì)光波導(dǎo)材料熒光特性的改善，給出目前考慮較全面的一套鉺鐿共摻系統(tǒng)的速率方程。理論表明，鐿的共摻雜