[发明专利]一种掩埋型波导放大器及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种掩埋型波导放大器及其制备方法和应用。该掩埋型波导放大器，包括由下到上依次层叠的基片和上包层；所述基片的上表面具有沟道，所述沟道被增益介质完全填充；所述增益介质由如下摩尔份数的组分组成：SiO₂60份；Bi₂O₃1～5份；La₂O₃8～10份；Al₂O₃25～30份。该掩埋型波导放大器不仅具有高发光强度，而且具有大且平坦的增益带宽，该增益带宽能很好的覆盖了目前绝大多数通信波长范围。

技术领域

本发明涉及光放大器领域，更具体地，涉及一种掩埋型波导放大器及其制备方法和应用。

背景技术

光放大器在光通信网络中的地位至关重要，其主要用于光传输系统中的光信号的放大。目前在光纤通信中有成熟的应用，例如已被广泛使用的掺铒光纤放大器(Erbiumdoped fiber amplifier，EDFA)，其在通信波段(C波段，1535nm～1565nm)处有着优异的光放大效果。但是随着未来波导集成技术的发展和通信容量的进一步需求，这种掺铒光纤放大器过于庞大的体积和相对小的增益带宽并不适用未来的应用需求。

一方面，随着波导技术的发展，器件的研究成为未来光通信的发展趋势，光放大器的设计也得到了广泛研究。光波导有着与CMOS工艺兼容、厘米至毫米级别的芯片尺寸、低功耗、易实现规模化制备等诸多优点，便于实现大规模芯片级集成的设计。

另一方面，对于不同波段的光放大器，大多根据不同稀土离子特有的发光特性进行设计，例如钕离子(O波段)、铒离子(C+L波段)、铥离子(E+S+U波段)等，名称为一种光波导放大器及其制备方法的中国专利提供了一种铒掺杂的光放大器。但是，单掺铒稀土等离子的增益带宽局限性使得难以实现在单一设备上实现宽谱段光放大。

对此，需解决现有光放大器中增益带宽过低的问题。

发明内容

本发明的首要目的是克服上述现有光放大器中增益带宽过低的问题，提供一种掩埋型波导放大器。该掩埋型波导放大器不仅具有高发光强度，而且具有大且平坦的增益带宽，该增益带宽能很好的覆盖了目前绝大多数通信波长范围。

本发明的进一步目的是提供上述掩埋型波导放大器的制备方法。

本发明的进一步目的是提供上述掩埋型波导放大器在制备光学器件中的应用。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种掩埋型波导放大器，包括由下到上依次层叠的基片和上包层；所述基片的上表面具有沟道，所述沟道被增益介质完全填充；所述增益介质由如下摩尔份数的组分组成：

本发明掩埋型波导放大器选用特定组成的掺铋材料作为增益介质。

本发明的发明人通过多次研究发现，增益介质中La₂O₃可以使铋离子更高效地结合进硅基玻璃材料中，提高铋离子掺杂浓度，Al₂O₃可以有效提高增益介质中铋离子的发光活性，大幅提高增益介质的发光强度；除此之外，控制增益介质中各组分在特定的摩尔份数范围内，一方面，可使得波导放大器具有高发光强度，另一方面，该特定的增益介质与掩埋型结构共同配合，使得掩埋型波导放大器具有大且平坦的增益带宽，从而进一步提升了掩埋型波导放大器的放大性能。具体地，本发明的掩埋型波导放大器发射光谱的发光带宽可为1237～1624nm，半高宽可达到387nm，该有效发光范围能很好的覆盖了目前绝大多数通信波长范围。