一种铒掺杂铌酸锂光波导放大器的制备方法技术

一种铒掺杂铌酸锂光波导放大器的制备方法，利用铒掺杂铌酸锂作为增益介质；使用磷离子辐照的方法，在铒掺杂铌酸锂晶体表面，制作光波导结构；对该光波导的两个端面进行镀膜处理，选择特定波长对光信号进行放大；同时将泵浦光与信号光耦合进光波导内，实现光信号放大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于光电子器件制备的

技术介绍
辑离子惨杂银酸钮晶体(Er-doped lithium n1bate，或简写为Er = LiNbO3晶体)具有优良的激光特性，可以在光纤通信最小损耗的第三个窗口 1530nm波长附近产生激光，还可以进行光放大；另一方面，铒掺杂LiNbO^ae体材料可以在集成光学中制备有源器件和无源器件，例如如光放大器、激光器、耦合器、滤波器和调制器等，对于集成光学有重要意义。光波导是一种被低折射率介质包裹的高折射率结构。它是集成光学的最基本元件，用于限制和引导光信号的传输。基于光波导结构可以制备多种有源器件，例如光放大器和激光器。与传统的光放大器、激光器相比，光波导结构可以更好的对光进行限制，由于光波导的横截面很小，达微米量级，光波导内的能量密度更高，因此可以实现更高的能量转换效率、降低激光阈值。到目前为止，还没有利用Er: LiNbO3晶体光波导制备光放大器的报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供。本专利技术的技术方案如下:，包括步骤如下:I)对铒离子掺杂铌酸锂晶体的待加工面进行光学抛光，所述待加工面与所述铒离子掺杂铌酸锂晶体的c轴垂直；2)利用离子束加速器发出磷离子，对铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面轰击，在铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面形成平面光波导；3)在所述平面光波导的表面加工脊型光波导；4)将垂直于脊型光波导的两个端面进行光学抛光，分别作为出射端面和入射端面；5)对出射端面进行光学镀膜，所述光学镀膜对波长范围为1.53?1.57 μ m的信号光高透、对波长范围为800nm?815nm的泵浦光高反；6)使用入射光纤将信号光及泵浦光同时耦合到所述脊型光波导内；7)透过出射端面及光学镀膜，将出射光耦合到出射光纤内。根据本专利技术优选的，在所述步骤I)还包括去除抛光后的铒离子掺杂铌酸锂晶体的表面杂质。根据本专利技术优选的，在所述步骤2)中，在铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面形成平面光波导的厚度为3-10 μm。根据本专利技术优选的，在所述步骤3)中，加工脊型光波导包括:在所述平面光波导的表面切割两条平行的凹槽，所述凹槽的深度为20?40 μ m、宽度为80?200 μ m ;所述两条凹槽的间隔为10?30 μ??，形成一个宽度为10?30 μ m的脊型光波导。根据本专利技术优选的，所述步骤2)中，所述磷离子的能量为8?12MeV，剂量为3?8 X 10151ns/cm2。本专利技术的优势在于:本专利技术利用铒掺杂铌酸锂作为增益介质；使用磷离子辐照的方法，在铒掺杂铌酸锂晶体表面，制作光波导结构；对该光波导的两个端面进行镀膜处理，选择特定波长对光信号进行放大；同时将泵浦光与信号光耦合进光波导内，实现光信号放大。【附图说明】图1为本专利技术所述制备方法的工艺流程图；图2是本专利技术所述脊型光波导的制备示意图；在图2中:1、磷离子束；2、平面光波导；3、铒离子掺杂铌酸锂晶体；4.金刚石切割刀片；5、凹槽；6、脊型光波导；图3是本专利技术所制备的铒掺杂铌酸锂晶体光波导光放大器的工作示意图；在图3中:6、脊型光波导；7、入射光纤，8.出射光纤，9.光学镀膜。【具体实施方式】下面结合实施例和说明书附图对本专利技术做详细的说明，但不限于此。实施例1、，包括步骤如下:I)对铒离子掺杂铌酸锂晶体3的待加工面进行光学抛光，所述待加工面与所述铒离子掺杂铌酸锂晶体3的c轴垂直；2)利用离子束加速器发出磷离子，对铒离子掺杂铌酸锂晶体3的抛光面轰击，在铒离子掺杂铌酸锂晶体3的抛光面形成平面光波导2 ;3)在所述平面光波导2的表面加工脊型光波导6 ；4)将垂直于脊型光波导6的两个端面进行光学抛光，分别作为出射端面和入射端面；5)对出射端面进行光学镀膜，所述光学镀膜9对波长范围为1.53?1.57 μ m的信号光高透、对波长范围为800nm?815nm的泵浦光高反；6)使用入射光纤7将信号光及泵浦光同时耦合到所述脊型光波导6内；7)透过出射端面及光学镀膜9，将出射光耦合到出射光纤8内。在所述步骤I)还包括去除抛光后的铒离子掺杂铌酸锂晶体的表面杂质。在所述步骤2)中，在铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面形成平面光波导的厚度为3-10 μm0在所述步骤3)中，加工脊型光波导包括:在所述平面光波导的表面切割两条平行的凹槽，所述凹槽的深度为20?40 μ m、宽度为80?200 μ m ;所述两条凹槽的间隔为10?30 μ m,形成一个宽度为10?30 μ m的脊型光波导。所述步骤2)中，所述磷离子的能量为8?12MeV，剂量为3?8 X 10151ns/cm2。实施例2、如实施例1所述的，其区别在于，所述步骤2)中，所述磷离子的能量为lOMeV，剂量为6X 10151ns/cm2。在所述步骤3)中，加工脊型光波导包括:在所述平面光波导的表面切割两条平行的凹槽，所述凹槽的深度为30 μ m、宽度为200 μ m ;所述两条凹槽的间隔为30 μ m,形成一个宽度为30 μ m的脊型光波导。在所述步骤5)中，对出射端面进行光学镀膜，所述光学镀膜对波长范围为1.55 μ m的信号光高透、对波长范围为810nm的泵浦光高反。【主权项】1.，其特征在于，该方法包括步骤如下: 1)对铒离子掺杂铌酸锂晶体的待加工面进行光学抛光，所述待加工面与所述铒离子掺杂铌酸锂晶体的C轴垂直； 2)利用离子束加速器发出磷离子，对铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面轰击，在铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面形成平面光波导； 3)在所述平面光波导的表面加工脊型光波导； 4)将垂直于脊型光波导的两个端面进行光学抛光，分别作为出射端面和入射端面； 5)对出射端面进行光学镀膜，所述光学镀膜对波长范围为1.53?1.57 μ m的信号光高透、对波长范围为800nm?815nm的泵浦光高反； 6)使用入射光纤将信号光及泵浦光同时耦合到所述脊型光波导内； 7)透过出射端面及光学镀膜，将出射光耦合到出射光纤内。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，在所述步骤I)还包括去除抛光后的铒离子掺杂铌酸锂晶体的表面杂质。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，在所述步骤2)中，在铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面形成平面光波导的厚度为3-10 μπι。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，在所述步骤3)中，加工脊型光波导包括:在所述平面光波导的表面切割两条平行的凹槽，所述凹槽的深度为20?40 μm、宽度为80?200 μm ;所述两条凹槽的间隔为10?30 μπι,形成一个宽度为10?30 μ m的脊型光波导。5.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤2)中，所述磷离子的能量为8?12MeV，剂量为3?8X 10151ns/cm2。【专利摘要】，利用铒掺杂铌酸锂作为增益介质；使用磷离子辐照的方法，在铒掺杂铌酸锂晶体表面，制作光波导结构；对该光波导的两个端面进行镀膜处理，选择特定波长对光信号进行放大；同时将泵浦光与信号光耦合进光波导内，实现光信号放大。【IPC分类】H01S3-0915, H01S3-16, G02F1-39【公开号】CN104765219【申请号】CN201510161305【专利技术人】谭杨, 陈 峰 【申请人】山东大学【公开日】2015年7月8日【申请日】2015本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铒掺杂铌酸锂光波导放大器的制备方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：1)对铒离子掺杂铌酸锂晶体的待加工面进行光学抛光，所述待加工面与所述铒离子掺杂铌酸锂晶体的c轴垂直；2)利用离子束加速器发出磷离子，对铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面轰击，在铒离子掺杂铌酸锂晶体的抛光面形成平面光波导；3)在所述平面光波导的表面加工脊型光波导；4)将垂直于脊型光波导的两个端面进行光学抛光，分别作为出射端面和入射端面；5)对出射端面进行光学镀膜，所述光学镀膜对波长范围为1.53～1.57μm的信号光高透、对波长范围为800nm～815nm的泵浦光高反；6)使用入射光纤将信号光及泵浦光同时耦合到所述脊型光波导内；7)透过出射端面及光学镀膜，将出射光耦合到出射光纤内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭杨，陈峰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37