溶膠-凝膠法制作光放大薄膜材料的研究.pdf

1、隨著光纖通信和集成光學的發(fā)展，摻鉺光波導(dǎo)放大器成為了光纖通信與光電子學領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點。光波導(dǎo)放大器的開發(fā)需要光波導(dǎo)薄膜材料的研制。本文的研究工作是分析光波導(dǎo)放大器的結(jié)構(gòu)、光學特性與摻鉺光波導(dǎo)薄膜制備的溶膠-凝膠工藝。
　　本文首先介紹了光波導(dǎo)放大器的歷史發(fā)展過程和近年來的新成果，以及該器件的特點。通過解析速率方程和傳輸方程，在波長為980nm泵浦光作為泵浦源的條件下，對摻鉺光波導(dǎo)放大器的增益特性進行了分析，由于波導(dǎo)放大器的增

2、益是波導(dǎo)長度、摻鉺濃度和泵浦功率的函數(shù)，因此本論文對三者與信號增益的關(guān)系分別進行了討論。此外本論文還討論了截面尺寸的影響，對以后的研究工作和波導(dǎo)放大器的設(shè)計具有一定的參考意義。然后對Er3+/Yb3+共摻光波導(dǎo)放大器的增益性能進行了討論。
　　分析了溶膠-凝膠法的原理，并敘述溶膠-凝膠法制備硅酸鹽薄膜的工藝。對影響溶膠-凝膠過程的加水量、PH值、乙醇加入量、涂覆層的厚度等工藝條件進行了研究，指出了采用溶膠-凝膠法制備膜存在的問題。

3、提出了制備穩(wěn)定的多摻雜組分溶膠的方法，包括鍺、鐿等雜質(zhì)。并給出了溶膠-凝膠制備光波導(dǎo)的工藝流程。
　　實驗中采用溶膠-凝膠工藝制備了透明、穩(wěn)定的硼酸鹽、摻鉺的磷硅酸鹽、摻鉺的鋁硅酸鹽溶膠。使用浸漬提拉法或旋轉(zhuǎn)涂敷法，并通過放在乙醇蒸汽中干燥，可在玻璃表面得到均勻的凝膠膜。通過多次使用這種方法可以形成厚的硅酸鹽玻璃膜層，最后樣品在一定溫度下燒結(jié)得到波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。使用顯微鏡研究了凝膠膜表面性質(zhì)，測定了樣品和膠體的吸收光譜。溶膠－凝膠法在制