一種增益基底型光波導(dǎo)放大器的制備方法及光波導(dǎo)放大器

一種增益基底型光波導(dǎo)放大器的制備方法及光波導(dǎo)放大器1.引言光通信技術(shù)已成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域不可或缺的一部分，光波導(dǎo)器件是實(shí)現(xiàn)光通信的核心元器件之一。光波導(dǎo)放大器作為光通信領(lǐng)域中的重要器件，具有放大器增益高、帶寬寬、工作可靠、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于光通信系統(tǒng)中。本文介紹的增益基底型光波導(dǎo)放大器制備方法及光波導(dǎo)放大器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制備工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于光通信系統(tǒng)中。2.增益基底型光波導(dǎo)放大器的制備方法增益基底型光波導(dǎo)放大器結(jié)構(gòu)如圖所示：-----------

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Core其中，Core為光波導(dǎo)核心區(qū)，由貢獻(xiàn)光學(xué)放大效應(yīng)的摻雜活性材料組成；基底區(qū)域是光波導(dǎo)的支持區(qū)域，用來(lái)分離光波導(dǎo)和芯片基底?；讌^(qū)可以根據(jù)需要進(jìn)行摻雜或者刻蝕，以實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)和基底之間的光電隔離，提高光波導(dǎo)的性能。增益基底型光波導(dǎo)放大器的制備方法主要包括以下幾個(gè)步驟：2.1制備芯片基底芯片基底材料可以選擇高純度單晶硅、氮化硅或其他玻璃材料。制備芯片基底的方法可以選擇化學(xué)氣相沉積、分子束外延、離子束外延等方法，采用干法工藝制備芯片基底可以保證材料的高純度，避免雜質(zhì)對(duì)器件性能的影響。2.2制備光波導(dǎo)核心區(qū)域制備光波導(dǎo)核心區(qū)域的方法有很多，包括離子交換、分子束外延、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積等方法。其中金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法制備的光波導(dǎo)核心區(qū)域具有制備工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。2.3制備基底區(qū)域制備基底區(qū)域的方法包括摻雜和刻蝕兩種。摻雜方法將特定的摻雜材料施加在基底區(qū)域上，形成摻雜層。刻蝕方法則利用化學(xué)物質(zhì)將基底區(qū)域的部分物質(zhì)蝕去，形成刻蝕深度和形狀符合要求的基底區(qū)域。2.4制備增益基底型光波導(dǎo)放大器制備基底區(qū)之后，將光波導(dǎo)核心區(qū)域固定在基底區(qū)域上，形成光波導(dǎo)。然后通過(guò)蒸發(fā)、濺射等方法將增益介質(zhì)沉積在光波導(dǎo)核心區(qū)，形成增益基底型光波導(dǎo)放大器。沉積材料可以選擇半導(dǎo)體材料、玻璃材料等，不同材料的沉積方式不同，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。3.光波導(dǎo)放大器性能分析增益基底型光波導(dǎo)放大器具有以下幾個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：3.1增益高增益基底型光波導(dǎo)放大器采用高品質(zhì)增益介質(zhì)沉積在光波導(dǎo)核心區(qū)域，增強(qiáng)了光場(chǎng)可以在光波導(dǎo)中傳播和擴(kuò)散，因此具有較高的增益系數(shù)。增益系數(shù)通常在20dB以上，可以滿足實(shí)際應(yīng)用需要。3.2帶寬寬增益基底型光波導(dǎo)放大器具有較大的帶寬，通?？蛇_(dá)50nm以上。增益基底型光波導(dǎo)放大器的帶寬寬度可以根據(jù)客戶(hù)需求進(jìn)行定制。3.3工作可靠增益基底型光波導(dǎo)放大器具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、制備工藝簡(jiǎn)單、性能可靠等特點(diǎn)，可以穩(wěn)定工作于不同的工況下。由于制備工藝簡(jiǎn)單，因此可以大規(guī)模生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和器件穩(wěn)定性。3.4功耗低增益基底型光波導(dǎo)放大器采用高品質(zhì)摻雜活性材料作為光波導(dǎo)核心區(qū)，因此功率損耗較小。增益基底型光波導(dǎo)放大器的輸入功率通常在幾個(gè)mW級(jí)別，可以大大降低光通信系統(tǒng)的能耗。4.總結(jié)本文介紹了一種增益基底型光波導(dǎo)放大器的制備方法及光波導(dǎo)放大器。制備過(guò)程簡(jiǎn)單、工藝可靠、性能