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有机聚合物光波导放大器是近些年来兴起的一种光放大器,在光信号的短距离传输中有广泛的应用前景。与无机光波导放大器相比,有机聚合物光波导放大器具有价格低廉、损耗小、制作工艺简单和尺寸小、易于集成等优点。本论文围绕有机聚合物光波导放大器的器件结构、制作工艺、材料合成方法、器件性能测试等方面开展了一系列研究工作,主要工作内容和创新点如下:(1)依据Tien理论分析了聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯(P(MMA-GMA))材料光波导刻蚀表面粗糙度对器件界面散射损耗的影响,结合实验分析感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术应用在倒脊形光波导制作中的优势,并综合考虑刻蚀表面粗糙度和凹槽侧壁垂直度,通过大量的对比实验对ICP刻蚀P(MMA-GMA)材料的各项参数进行优化,确定了最佳工艺参数,并利用优化后的工艺参数刻蚀出底面粗糙度较小、侧壁垂直度较高的P(MMA-GMA)凹槽结构。为改善P(MMA-GMA)材料凹槽结构的形貌,从而提高光波导放大器器件的整体性能,介绍了一种可进一步减小刻蚀表面粗糙度的新方法——旋涂稀液法,这种方法对刻蚀表面的粗糙结构具有溶解性能和覆盖能力,可以大大改善刻蚀表面的形貌,而且对凹槽结构的原始尺寸影响不大,本论文通过实验验证了这一方法的可行性和有效性。(2)本论文合成了一种可改变铒镱配比的铒镱共掺可溶性配合物材料(ErxYb2-x(PBa)6(Phen)2),这种材料不需要掺杂到其它有机基质中,可溶于环戊酮中直接旋涂成膜,在提高铒离子浓度的同时,也解决了铒镱离子分散性问题。论文详细介绍了铒镱共掺可溶性配合物材料的合成过程和可溶性配合物薄膜的制备过程,并对不同铒镱配比配合物的荧光特性、薄膜折射率和表面粗糙度等特性进行了表征。(3)以ErYb(PBa)6(Phen)2配合物材料作为有源芯层,制备了硅基倒脊形可溶性配合物光波导放大器,当输入信号光功率为0.2mW时,在1.1cm长的器件上测试得到了1.2dB的相对增益;以Er1.2Yb0.8(PBa)6(Phen)2配合物材料作为有源芯层,制作了一种以PMMA基片作为基底和下包层的可溶性配合物全聚合物光波导放大器,有效将器件和基底连为一体,且成本低,制作工艺简单,当输入信号光功率为0.2mW时,在3.2cm长的器件上测试得到了2.7dB的相对增益,首次实现了全聚合物光波导放大器的制作。(4)为研究可溶性配合物材料在不同激发光功率下的荧光特性,在相同测试条件下,改变980nm激发光的强度测试Er1.2Yb0.8(PBa)6(Phen)2配合物材料的光致发光谱,对比发光强度。提取出谱图中心波长λ=1535nm和通信波长λ=1550nm时不同激发光功率对应的光致发光强度,绘制成曲线观察配合物材料发光强度随激发光功率的变化。实验表明,在材料完好无损的情况下,配合物材料发光强度随激发光功率的增加而变强。