基于BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+ 纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2015, Vol. 33 ›› Issue (2): 132-137.

基于BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+ 纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

张美玲^a,b,c, 尹摇姣^a,b,c, 张永玲^a,b,c, 王艳双^a,b,c, 曲春阳^a,b,c, 赵摇丹^a,b,c, 王摇菲^a,b,c

吉林大学 a. 集成光电子学国家重点联合实验室;b. 吉林省光通信用聚合物波导器件工程实验室; c. 电子科学与工程学院, 长春130012

收稿日期:2014-12-26 出版日期:2015-03-24 发布日期:2015-05-29
作者简介:张美玲(1990—), 女, 长春人, 吉林大学硕士研究生, 主要从事掺铒光波导放大器的研究, (Tel)86-13596062460 (E-mail)757358624@ qq. com; 通讯作者: 王菲(1978—), 女, 哈尔滨人, 吉林大学副教授, 主要从事聚合物平面光波导器件研究, (Tel)86-15043045221(E-mail)wang_fei@ jlu. edu. cn。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61475061; 61261130586); 吉林省科技发展计划基金资助项目(20140519006JH)

Polymer Waveguide Amplifiers Based on BaLuF5:Yb3+,Er3+ Nanocrystals

ZHANG Meiling ^a,b,c, YIN Jiao ^a,b,c, ZHANG Yongling ^a,b,c, WANG Yanshuang ^a,b,c,QU Chunyang ^a,b,c, ZHAO Dan ^a,b,c, WANG Fei ^a,b,c

a. State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics; b. Engineering Laboratory on Polymeric Waveguide Components of Optics Communications of Jilin Province; c. College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China

Received:2014-12-26 Online:2015-03-24 Published:2015-05-29

摘要/Abstract

摘要：

为提高聚合物光波导放大器的增益性能, 利用高温法合成了BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+纳米晶, 并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明, 纳米晶平均粒径为13 nm, 并在1 530 nm 处具有较强的发射, 荧光半高宽为50 nm。将合成的纳米晶掺杂入SU-8 聚合物作为光波导放大器的芯层材料, 使
用光刻显影等工艺, 在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器。当980 nm 波长泵浦光功率为280 mW、信号光波长为1 530 nm 且功率为0. 1 mW 时, 在长度为1. 1 cm 的光波导放大器中, 获得了3. 95 dB的相对增益。

关键词: 光波导放大器, BaLuF5:Yb3+, Er3+纳米晶, 聚合物, 增益特性

Abstract:

BaLuF5 :Yb3+, Er3+ nanocrystals are synthesized with the method of high-temperature thermal decomposition. The average particle diameter of nanocrystals is 13 nm. The nanocrystals exhibit strong emission at 1530 nm. The fluorescence emission spectrum showed that the FWHM(Full Width at Half Maximum) is about 50 nm. The synthesized nanocrystals were doped into the SU-8 polymer as the core material of the optical waveguide amplifiers. The waveguide amplifier based on SU-8 doped by BaLuF5 -Yb3+,Er3+ nanocrystals was fabricated with the SiO2 upper cladding using photolithography and development process. For an 1 530 nm wavelength input signal power of 0. 1 mW and a 980 nm wavelength pump power of 280 mW, a relative optical
gain of 3. 95 dB for waveguide length of 1. 1 cm was achieved.

Key words: waveguide amplifiers, BaLuF5 :Yb3+, Er3+nanocrystals, polymer, relative gain

中图分类号:

TN256

张美玲, 尹姣, 张永玲, 王艳双, 曲春阳, 赵丹, 王菲. 基于BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+ 纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2015, 33(2): 132-137.

ZHANG Meiling, YIN Jiao, ZHANG Yongling, WANG Yanshuang,QU Chunyang, ZHAO Dan, WANG Fei. Polymer Waveguide Amplifiers Based on BaLuF5:Yb3+,Er3+ Nanocrystals[J]. Journal of Jilin University(Information Science Ed, 2015, 33(2): 132-137.

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