專利名稱：玻璃波導光放大器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光放大器，特別是涉及一種玻璃波導光放大器。
背景技術：
現在光通信系統中應用較多的摻鉺光纖放大器(EDFA)和其它集成放大器技術，如半導體光放大器(SOA)，前者需要數以米計的光纖，并且性能價格比較差，后者噪聲系數較大，極化相關性大及有通道間串擾。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種高性價比的玻璃波導光放大器，它具有集成度高、體積小、單位長度增益大、制作工藝簡單優勢。
本發明的技術方案概述如下一種玻璃波導光放大器，它包括兩個無源光波導，所述無源光波導包括玻璃基質、折射率大于基質折射率的區域，所述折射率大于基質折射率的區域設置在基質的表面或內部，它還包括有源光波導，所述有源光波導包括摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽的基質、折射率大于基質折射率的區域，所述折射率大于基質折射率的區域設置在基質的表面或內部，所述兩個無源光波導分別設置在有源光波導的兩側，使兩種光波導的折射率大于基質折射率的區域連接，玻璃基質與摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽的基質連接。
所述的設置在玻璃基質或摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽基質表面的折射率大于基質折射率的區域，其橫截面最好為半圓形或半橢圓形。
所述的設置在玻璃基質或摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽基質部的折射率大于基質折射率的區域，其橫截面也可以為圓形或橢圓形。
所述的鑭系元素以鉺為宜，也可以是鉺和鐿，或鐿或銩。
應用本發明的玻璃波導光放大器，其性能價格比高，并具有集成度高、體積小、單位長度增益大、制作工藝簡單。可以應用于現今高容量的光纖通信系統中作為放大系統，這些放大器可以對1.536μm左右的激光進行放大，一般是使用能夠出射0.98μm左右紅外波段激光的激光器作為泵浦源。
另外，本發明功能集成簡便經濟，它能夠非常容易地與任何損耗器件集成在一起，如隔離器、相位陣列波導、分插攬用器、調制器、光開關、光交叉連接器等，可為集成光路引進多源元件。
圖1為本發明的一種結構示意2為本發明的另一種結構示意圖具體實施方式
一種玻璃波導光放大器，它包括兩個無源光波導1，所述無源光波導1包括玻璃基質2、折射率大于基質折射率的區域3，所述折射率大于基質折射率的區域3設置在基質2的表面或內部，它還包括有源光波導4，所述有源光波導4包括摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽的基質5、折射率大于基質折射率的區域6，所述折射率大于基質折射率的區域6設置在基質的表面或內部，所述兩個無源光波導1分別設置在有源光波導4的兩側，使兩種光波導的折射率大于基質折射率的區域3和6連接，玻璃基質2與摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽的基質5連接。
所述的設置在玻璃基質2或摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽基質5表面的折射率大于基質折射率的區域3和6，其橫截面最好為半圓形或半橢圓形。
所述的設置在玻璃基質2或摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽基質5內部的折射率大于基質折射率的區域3和6，其橫截面也可以為圓形或橢圓形。
所述的鑭系元素可以是鉺，也可以是鉺和鐿，或鐿或銩。
制作有源光波導的過程為在摻有一種或幾種鑭系元素如鉺或鐿/鉺的磷酸鹽或硅酸鹽的基質上，覆蓋定義光波導位置和離子交換寬度的掩模版，然后放入熔融的硝酸鉀或硝酸銀的坩堝中進行離子交換。離子交換可以是純熱離子交換，或是電場輔助離子交換。使用密封真空或是充滿惰性氣體如Ar2的坩堝裝置，可以得到更好的離子交換效果。在進行離子交換時使用的坩堝裝置分為兩個獨立部分，一部分裝有玻璃基質，另一部分為溶劑，這樣在恒溫爐中加熱溶劑直到達到一定溫度使其融化時并不與玻璃基質接觸，在溶劑完全融化后，再使玻璃基質完全浸入到熔融溶劑中，這樣可以保證離子交換過程的均勻性，減少玻璃其質表面被蝕刻。
在第一步離子交換即將玻璃基質中的Na+與溶劑中的K+或Ag+交換后，可以進行第二步離子交換，即把第一步交換后的物體再浸入熔融的NaNO3溶劑中進行交換，這樣可以把光波導擴散的更深，以形成掩埋或光波導，這樣可以減少玻璃基質在交換過程中的表面蝕刻，從而降低散射損耗。
權利要求
1.一種玻璃波導光放大器，它包括兩個無源光波導，所述無源光波導包括玻璃基質、折射率大于基質折射率的區域，所述折射率大于基質折射率的區域設置在基質的表面或內部，其特征在于它還包括有源光波導，所述有源光波導包括摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽的基質、折射率大于基質折射率的區域，所述折射率大于基質折射率的區域設置在基質的表面或內部，所述兩個無源光波導分別設置在有源光波導的兩側，使兩種光波導的折射率大于基質折射率的區域連接，玻璃基質與摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽的基質連接。
2.根據權利要求1所述的一種玻璃波導光放大器，其特征在于所述的設置在玻璃基質或摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽基質表面的折射率大于基質折射率的區域，其橫截面為半圓形或半橢圓形。
3.根據權利要求1所述的一種玻璃波導光放大器，其特征在于所述的設置在玻璃基質或摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽基質部的折射率大于基質折射率的區域，其橫截面為圓形或橢圓形。
4.根據權利要求1所述的一種玻璃波導光放大器，其特征在于所述的鑭系元素為鉺。
5.根據權利要求1所述的一種玻璃波導光放大器，其特征在于所述的鑭系元素為鉺和鐿。
6.根據權利要求1所述的一種玻璃波導光放大器，其特征在于所述的鑭系元素為鐿。
7.根據權利要求1所述的一種玻璃波導光放大器，其特征在于所述的鑭系元素為銩。
全文摘要
本發明公開了一種玻璃波導光放大器，它包括兩個無源光波導1，所述無源光波導1包括玻璃基質2、折射率大于基質折射率的區域3，折射率大于基質折射率的區域3設置在基質的表面或內部，它還包括有源光波導4，所述有源光波導包括摻入至少一種鑭系元素的磷酸鹽或硅酸鹽的基質5、折射率大于基質折射率的區域6，所述折射率大于基質折射率的區域6設置在基質的表面或內部，兩個無源光波導1分別設置在有源光波導4的兩側，使兩種光波導的折射率大于基質折射率的區域連接，本發明的玻璃波導光放大器，其性能價格比高，并具有集成度高、體積小、單位長度增益大、制作工藝簡單，可以應用于現今高容量的光纖通信系統中作為放大系統。
文檔編號H04B10/12GK1417632SQ02149208
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月6日 優先權日2002年11月6日
發明者田賀斌, 楊天新, 王永強, 王穎, 李世忱 申請人:天津大學