低剂量碳注入Er3+/Yb3+共掺杂硅酸盐玻璃平面波导的制备与性能

"Er3+ / Yb3+共掺杂硅酸盐玻璃中的低剂量碳注入平面波导" 本文详细探讨了在Er3+/Yb3+共掺杂硅酸盐玻璃中通过6.0 MeV碳离子注入技术，以低剂量6.0 x 10（14）离子/ cm²制造平面波导的研究。这项工作首次在这一领域进行了报告，具有重要的理论和实际意义。平面波导是光子学中关键的元件，能够引导和控制光信号，广泛应用于光纤通信、光传感和光电子设备。 在实验过程中，通过He-Ne激光束的棱镜耦合和端面耦合方法对导光性能进行了测量。这两种方法是评估波导性能的常用技术，能提供关于波导模式和损耗的详细信息。反射率计算方法被用来重构平面波导的折射率分布，这种方法揭示了一个典型的“增强阱+光学势垒”结构，这种结构有利于光的引导和限制。 碳离子的低剂量注入表明，即使在较小的处理强度下，也能有效地改变材料的光学性质，形成有效的光波导结构。微发光和拉曼光谱研究进一步分析了材料的内在特性，结果显示碳注入并未显著恶化材料的整体性质，反而可能增强了某些光学特性，这为在硅酸盐玻璃基底上集成有源光子器件提供了可能性。 关键词：Waveguide（波导）、Ion implantation（离子注入）、Fluorescence（荧光）强调了研究的核心技术与观测现象。离子注入是一种在材料中引入特定元素或改变其原有特性的常见方法，而荧光则与掺杂剂Er3+和Yb3+的光学活性有关，它们在光通信中作为上转换和能量转移的媒介。 这项研究展示了一种创新的工艺，即利用低剂量碳离子注入来制备Er3+/Yb3+共掺杂硅酸盐玻璃的平面波导，这为未来光子器件的小型化、集成化以及提高光子性能提供了新的思路。同时，这种方法对材料损伤小，保持了材料的稳定性，为实现高性能、低损耗的光子集成平台提供了可能性。