基于LaF3:ErYb纳米粒子掺杂的有机光波导放大器

平面光波导放大器是一种结构紧凑、工作可靠、使用灵活、易于集成并且低成本的光电子器件。有机平面光波导放大器可以和其它有机光波导器件采用同一工艺进行制备，使制备的光波导器件同时具备光放大功能，对于突破聚合物材料吸收损耗较大的瓶颈，进而研制各种功能的有机平面光波导器件具有重要意义。.制备含稀土铒高效发光聚合物材料,合成LaF3:ErYb纳米粒子并有效分散在聚合物体系中研制有机光波导放大器。研究这种材料在聚合物中掺杂后的成膜性以及成膜后的吸收和光发射特性。根据材料的光学性质,确定增益波导的长度。研究光刻、反应离子刻蚀工艺,提高制作有机光波导的技术水平。研究不同泵浦波长及不同泵浦功率对增益特性的影响。计算光波导放大器的增益,噪声系数和输出功率。研制出增益大于5.0dB/cm（抽运功率120 mW时）的有机光波导放大器。

平面光波导放大器是一种结构紧凑、工作可靠、使用灵活、易于集成并且低成本的光电子器件。有机平面光波导放大器可以和其它有机光波导器件采用同一工艺进行制备，使制备的光波导器件同时具备光放大功能，对于突破聚合物材料吸收损耗较大的瓶颈，进而研制各种功能的有机平面光波导器件具有重要意义。. 按照本项目的年度计划并结合研究工作的实际情况，经过项目组成员努力，完成了LaF3 ：Er , Yb 纳米颗粒掺杂有机光波导放大器材料的制备和表征，合成了一系列具有光放大功能的稀土铒镱共掺纳米颗粒LaF3:Er,Yb材料，合成了含稀土铒配合物的共聚物、含稀土铒镱纳米颗粒的有机/无机复合材料；研究了材料的成膜性以及成膜后的吸收和光发射特性；完成了稀土铒镱共掺纳米颗粒LaF3:Er,Yb有机光波导放大器理论分析与结构设计，研究了不同泵浦波长及不同泵浦功率对增益特性的影响；完成了光波导放大器的制备和测试；在国际上率先研制成功氟化镧铒镱纳米颗粒共掺有机无机杂化材料制备成的波导放大器，获得了5dB的相对增益；以可溶性的铒镱共掺配合物为芯层制备成的波导放大器得到了6.5dB的相对增益。以BaYF5:Er3+Yb3+掺杂的纳米粒子波导放大器得到了6.3dB的增益。. 在本项目的资助下，不但在有机光波导放大器的材料研究、理论分析设计和实验制备方面全面完成计划任务，而且带动了聚合物平面波导电光调制器/光开关、热光开关以及波分复用器和光延时线器件的研究（见代表性论文4-6；负责人在2011-2013年先后获得国家自然科学基金面上项目No. 61177027、国家自然科学基金国际合作与交流项目No、61261130586支持，促进了有机平面光波导集成器件的研究。. 项目资助发表研究论文成果99篇，其中在权威刊物上学术刊物论文63篇，包括SCI收录42篇，EI收录28篇；国际会议论文4篇（2篇邀请报告），国内会议邀请报告8篇，口头报告23篇。培养博士研究生11名，硕士研究生19名，其中毕业博士研究生7名（获博士学位），硕士研究生13名（全部获得硕士学位）；获得国家发明专利1项，申请国家发明专利授权1项。出版专著1部。