LaF3∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料制备光波导放大器及特性研究

张丹; 王兆明; 王艳双; 薄淑辉; 甄珍; 张大明

doi:10.7498/aps.58.1675

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LaF3∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料制备光波导放大器及特性研究

张丹 , 王兆明 , 王艳双 , 薄淑辉 , 甄珍 , 张大明

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Citation:

唯象论的经典领域

LaF3∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料制备光波导放大器及特性研究

张丹, 王兆明, 王艳双, 薄淑辉, 甄珍, 张大明

物理学报, 2009, 58(3): 1675-1678.

doi: 10.7498/aps.58.1675

Fabrication of LaF3: Er, Yb nanoparticle doped organic-inorganic hydrid material waveguide amplifier and its properties

Zhang Dan, Wang Zhao-Ming, Wang Yan-Shuang, Bo Shu-Hui, Zhen Zhen, Zhang Da-Ming

Acta Phys. Sin., 2009, 58(3): 1675-1678.

doi: 10.7498/aps.58.1675

摘要
采用LaF3∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料作为有源材料，制备了掩埋条形结构光波导放大器，研究了放大器在室温下的增益特性和波导中的频率上转换现象. 当抽运功率60 mW时，波导中明显可见绿色上转换发光，观测到Er3+从2H9/2，2H11/2，4S3/2，4F9/2到基态4I15/2跃迁分别对应的4个波长分别为405?nm, 520?nm, 544?nm和650?nm的发射峰，分析了其产生机理. 当输入信号光06?mW，抽运功率160 mW时，在1535?nm波长处获得15 dB/cm的相对增益.

关键词:
光波导放大器 /

增益 /

上转换
Abstract
LaF3: Er, Yb nanoparticles doped organic-inorganic hydrid material waveguide amplifier is fabricated. The optical gain and upconversion in the waveguide are studied. The upconversion emission bands at 405,520,544 and 650?nm are assigned to 2H9/2→4I15/2，2H11/2→4I15/2，4S3/2→4I15/2 and 4F9/2→4I15/2 transitions, respectively. The possible upconversion mechanism of Er3+ in this material was analyzed. A 155 dB/cm relative gain was observed when pumped by a 976?nm laser at 160 mW power.

Keywords:
waveguide amplifier /

optical gain /

upconversion
作者及机构信息
张丹²,

王兆明¹,

王艳双²,

薄淑辉³,

甄珍³,

张大明²

(1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

基金项目: 国家重点基础研究发展计划（973）项目（批准号：2006CB302803）,国家自然科学基金（批准号：60507004）、新世纪优秀人才支持计划（批准号：NCET-05-0307）和吉林省杰出青年基金（批准号：20050110）资助的课题.
Authors and contacts
Zhang Dan²,

Wang Zhao-Ming¹,

Wang Yan-Shuang²,

Bo Shu-Hui³,

Zhen Zhen³,

Zhang Da-Ming²

(1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080
参考文献

施引文献

[1]	白鹏, 张月蘅, 沈文忠. 半导体上转换单光子探测技术研究进展. 物理学报, 2018, 67(22): 221401. doi: 10.7498/aps.67.20180618
[2]	高当丽, 李蓝星, 冯小娟, 种波, 辛红, 赵瑾, 张翔宇. Yb浓度对功率依赖的上转换荧光色彩的敏感度调控. 物理学报, 2018, 67(22): 223201. doi: 10.7498/aps.67.20181167
[3]	孙佳石, 李树伟, 石琳琳, 周天民, 李香萍, 张金苏, 程丽红, 陈宝玖. 试验优化设计Er3+/Yb3+共掺BaGd2ZnO5荧光粉及其上转换发光性质. 物理学报, 2015, 64(24): 243301. doi: 10.7498/aps.64.243301
[4]	潘成龙, 刘红利, 郭芸, 景姝, 孙静, 周禾丰, 王华. BaMgF4：Er3+, Yb3+上转换纳米晶的合成及其发光性能研究. 物理学报, 2014, 63(15): 154211. doi: 10.7498/aps.63.154211
[5]	翟梓会, 孙佳石, 张金苏, 李香萍, 程丽红, 仲海洋, 李晶晶, 陈宝玖. 试验优化设计Tm3+/Yb3+共掺钼酸钇钠荧光粉上转换发光性质的研究. 物理学报, 2013, 62(20): 203301. doi: 10.7498/aps.62.203301
[6]	郭琳娜, 王育华. 共沉淀法制备Y2SiO5∶Er3+ ,Yb3+ ,Tm3+及其上转换发光性能研究. 物理学报, 2011, 60(2): 027803. doi: 10.7498/aps.60.027803
[7]	董力强, 黄世华, 温红宇, 杨艳民, 王大伟, 段晓霞. Er3+-Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换绿光激发过程的研究. 物理学报, 2009, 58(12): 8617-8622. doi: 10.7498/aps.58.8617
[8]	董力强, 黄世华, 贾晓霞, 陈宝玖. 方波激发下Er3+上转换绿光发光动力学过程的研究. 物理学报, 2009, 58(3): 2061-2066. doi: 10.7498/aps.58.2061
[9]	邵公望, 戴亚军, 金国良. 抽运光与信号光的光强重叠因子和掺铒玻璃波导放大器的增益特性. 物理学报, 2009, 58(4): 2488-2494. doi: 10.7498/aps.58.2488
[10]	罗建乔, 孙敦陆, 张庆礼, 刘文鹏, 谷长江, 吴路生, 殷绍唐. Er3+/Yb3+共掺Gd3Sc2Ga3O12晶体的上转换发光. 物理学报, 2008, 57(12): 7712-7716. doi: 10.7498/aps.57.7712
[11]	李成仁, 明成国, 李淑凤, 丁建华, 王宝成, 张丽. 镱铒共掺Al2O3薄膜上转换机理及其温度特性. 物理学报, 2008, 57(10): 6604-6608. doi: 10.7498/aps.57.6604
[12]	金鑫, 张晓丹, 雷志芳, 熊绍珍, 宋峰, 赵颖. 薄膜太阳电池用纳米上转换材料制备及其特性研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4580-4584. doi: 10.7498/aps.57.4580
[13]	戴世勋, 厉旭杰, 聂秋华, 徐铁峰, 沈祥, 王训四. Yb3+敏化的Er3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的上转换发光研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5518-5525. doi: 10.7498/aps.56.5518
[14]	姜永亮, 赵保真, 梁晓燕, 冷雨欣, 李儒新, 徐至展, 胡小鹏, 祝世宁. 基于周期极化LiTaO3晶体的高增益简并啁啾脉冲参量放大. 物理学报, 2007, 56(5): 2709-2713. doi: 10.7498/aps.56.2709
[15]	丁庆磊, 肖思国, 张向华, 夏艳琴, 刘政威. 980 nm激发下Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-Al2O3粉末的上转换发光特性. 物理学报, 2006, 55(10): 5140-5144. doi: 10.7498/aps.55.5140
[16]	谭　浩, 宋　峰, 苏　静, 商美茹, 付　博, 张光寅, 程振祥, 陈焕矗. Er3+，Tm3+共掺的NaY(WO4)2晶体的光谱分析和上转换发光. 物理学报, 2004, 53(2): 631-635. doi: 10.7498/aps.53.631
[17]	谢鸿全, 刘濮鲲, 李承跃, 鄢　扬, 刘盛纲. 等离子体填充波纹波导中低频模式特性分析. 物理学报, 2004, 53(9): 3114-3118. doi: 10.7498/aps.53.3114
[18]	马宏, 陈四海, 金锦炎, 易新建, 朱光喜. 1.55μm AlGaInAs-InP偏振无关半导体光放大器及其温度特性研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1868-1872. doi: 10.7498/aps.53.1868
[19]	吴长锋, 秦伟平, 秦冠仕, 黄世华, 张继森, 赵丹, 吕少哲, 林海燕, 刘晃清. TiO2∶Mo体系的光子雪崩上转换. 物理学报, 2003, 52(6): 1540-1544. doi: 10.7498/aps.52.1540
[20]	冯衍, 宋峰, 赵丽娟, 张潮波, 郭红沧, 张光寅. LD抽运Nd:YVO4晶体中的上转换及其影响. 物理学报, 2001, 50(2): 335-340. doi: 10.7498/aps.50.335

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物理学报. 2009, 58(3): 1675-1678.

doi: 10.7498/aps.58.1675.

唯象论的经典领域

LaF3∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料制备光波导放大器及特性研究

1. (1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

基金项目: 国家重点基础研究发展计划（973）项目（批准号：2006CB302803）,国家自然科学基金（批准号：60507004）、新世纪优秀人才支持计划（批准号：NCET-05-0307）和吉林省杰出青年基金（批准号：20050110）资助的课题.

收稿日期: 2007-07-10
修回日期: 2007-11-21
刊出日期: 2009-03-20

摘要: 采用LaF3∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料作为有源材料，制备了掩埋条形结构光波导放大器，研究了放大器在室温下的增益特性和波导中的频率上转换现象. 当抽运功率60 mW时，波导中明显可见绿色上转换发光，观测到Er3+从2H9/2，2H11/2，4S3/2，4F9/2到基态4I15/2跃迁分别对应的4个波长分别为405?nm, 520?nm, 544?nm和650?nm的发射峰，分析了其产生机理. 当输入信号光06?mW，抽运功率160 mW时，在1535?nm波长处获得15 dB/cm的相对增益.

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Fabrication of LaF3: Er, Yb nanoparticle doped organic-inorganic hydrid material waveguide amplifier and its properties

摘要

Abstract

作者及机构信息

(1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

Authors and contacts

(1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

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Fabrication of LaF3: Er, Yb nanoparticle doped organic-inorganic hydrid material waveguide amplifier and its properties

1.
(1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

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(1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

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(1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

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Fabrication of LaF3: Er, Yb nanoparticle doped organic-inorganic hydrid material waveguide amplifier and its properties

1. (1)吉林大学应用技术学院，长春 130012; (2)集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; (3)中国科学院理化技术研究所，北京 100080

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