【摘 要】
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光放大器因其在全光中继中的重要作用而成为研究热点，与半导体激光放大器、光纤放大器相比，光波导放大器以小型化，结构紧凑且易与其他光波导器件集成等优势成为颇具研究前景的光
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光放大器因其在全光中继中的重要作用而成为研究热点，与半导体激光放大器、光纤放大器相比，光波导放大器以小型化，结构紧凑且易与其他光波导器件集成等优势成为颇具研究前景的光放大器。掺铒聚合物光波导放大器同时具备了铒离子在1.55μm通信波段光放大特性和聚合物材料折射率易调节、工艺简单、成本低等两大优势，具有重要的研究意义。本文利用高温热分解法合成了一种表面油酸修饰的NaLuF4:Er3+,Yb3+纳米晶，透射电镜照片显示纳米晶的粒径尺寸约为15nm，纳米晶在980nm波长泵浦光激发下的近红外发射光谱显示材料在1535nm有较强的发射。本文首次将NaLuF4:Er3+,Yb3+纳米晶通过物理掺杂方式掺杂在SU-82005光刻胶中，作为聚合物光波导放大器的有源芯层。利用光刻、显影等工艺制备了矩形结构的光波导放大器，当1535nm波长信号光输入功率为0.1mW，980nm波长泵浦光输入功率为220mW时，在长度为1.8cm的器件上，获得了2.1dB的相对增益。为了避免纳米粒子在聚合物基质中物理掺杂导致的团聚现象，增大纳米粒子在聚合物中的掺杂浓度，提高聚合物光波导放大器的增益及稳定性，我们首次利用NaYF4:Er3+,Yb3+纳米粒子表面修饰层的不饱和官能团与甲基丙烯酸甲酯（MMA）共价键合，合成了一种新型NaYF4: Er3+, Yb3+NPs-PMMA纳米复合材料，用其作为波导有源芯层材料，设计并制备了具有倒脊型结构的光波导放大器。性能测试结果显示，当980nm波长泵浦光功率为400mW，1535nm信号光功率为0.14mW时，在长度为1.5cm的光波导放大器上获得了最大7.6dB的相对增益，并分析讨论了信号光波长和信号光功率对器件相对增益的影响。
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