专利名称：玻璃波导光放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光放大器，特别是涉及一种玻璃波导光放大器。
背景技术：
现在光通信系统中应用较多的掺铒光纤放大器(EDFA)和其它集成放大器技术，如半导体光放大器(SOA)，前者需要数以米计的光纤，并且性能价格比较差，后者噪声系数较大，极化相关性大及有通道间串扰。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种高性价比的玻璃波导光放大器，它具有集成度高、体积小、单位长度增益大、制作工艺简单优势。
本发明的技术方案概述如下一种玻璃波导光放大器，它包括两个无源光波导，所述无源光波导包括玻璃基质、折射率大于基质折射率的区域，所述折射率大于基质折射率的区域设置在基质的表面或内部，它还包括有源光波导，所述有源光波导包括掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐的基质、折射率大于基质折射率的区域，所述折射率大于基质折射率的区域设置在基质的表面或内部，所述两个无源光波导分别设置在有源光波导的两侧，使两种光波导的折射率大于基质折射率的区域连接，玻璃基质与掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐的基质连接。
所述的设置在玻璃基质或掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐基质表面的折射率大于基质折射率的区域，其横截面最好为半圆形或半椭圆形。
所述的设置在玻璃基质或掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐基质部的折射率大于基质折射率的区域，其横截面也可以为圆形或椭圆形。
所述的镧系元素以铒为宜，也可以是铒和镱，或镱或铥。
应用本发明的玻璃波导光放大器，其性能价格比高，并具有集成度高、体积小、单位长度增益大、制作工艺简单。可以应用于现今高容量的光纤通信系统中作为放大系统，这些放大器可以对1.536μm左右的激光进行放大，一般是使用能够出射0.98μm左右红外波段激光的激光器作为泵浦源。
另外，本发明功能集成简便经济，它能够非常容易地与任何损耗器件集成在一起，如隔离器、相位阵列波导、分插揽用器、调制器、光开关、光交叉连接器等，可为集成光路引进多源元件。
图1为本发明的一种结构示意2为本发明的另一种结构示意图具体实施方式
一种玻璃波导光放大器，它包括两个无源光波导1，所述无源光波导1包括玻璃基质2、折射率大于基质折射率的区域3，所述折射率大于基质折射率的区域3设置在基质2的表面或内部，它还包括有源光波导4，所述有源光波导4包括掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐的基质5、折射率大于基质折射率的区域6，所述折射率大于基质折射率的区域6设置在基质的表面或内部，所述两个无源光波导1分别设置在有源光波导4的两侧，使两种光波导的折射率大于基质折射率的区域3和6连接，玻璃基质2与掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐的基质5连接。
所述的设置在玻璃基质2或掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐基质5表面的折射率大于基质折射率的区域3和6，其横截面最好为半圆形或半椭圆形。
所述的设置在玻璃基质2或掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐基质5内部的折射率大于基质折射率的区域3和6，其横截面也可以为圆形或椭圆形。
所述的镧系元素可以是铒，也可以是铒和镱，或镱或铥。
制作有源光波导的过程为在掺有一种或几种镧系元素如铒或镱/铒的磷酸盐或硅酸盐的基质上，覆盖定义光波导位置和离子交换宽度的掩模版，然后放入熔融的硝酸钾或硝酸银的坩埚中进行离子交换。离子交换可以是纯热离子交换，或是电场辅助离子交换。使用密封真空或是充满惰性气体如Ar2的坩埚装置，可以得到更好的离子交换效果。在进行离子交换时使用的坩埚装置分为两个独立部分，一部分装有玻璃基质，另一部分为溶剂，这样在恒温炉中加热溶剂直到达到一定温度使其融化时并不与玻璃基质接触，在溶剂完全融化后，再使玻璃基质完全浸入到熔融溶剂中，这样可以保证离子交换过程的均匀性，减少玻璃其质表面被蚀刻。
在第一步离子交换即将玻璃基质中的Na+与溶剂中的K+或Ag+交换后，可以进行第二步离子交换，即把第一步交换后的物体再浸入熔融的NaNO3溶剂中进行交换，这样可以把光波导扩散的更深，以形成掩埋或光波导，这样可以减少玻璃基质在交换过程中的表面蚀刻，从而降低散射损耗。
权利要求
1.一种玻璃波导光放大器，它包括两个无源光波导，所述无源光波导包括玻璃基质、折射率大于基质折射率的区域，所述折射率大于基质折射率的区域设置在基质的表面或内部，其特征在于它还包括有源光波导，所述有源光波导包括掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐的基质、折射率大于基质折射率的区域，所述折射率大于基质折射率的区域设置在基质的表面或内部，所述两个无源光波导分别设置在有源光波导的两侧，使两种光波导的折射率大于基质折射率的区域连接，玻璃基质与掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐的基质连接。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃波导光放大器，其特征在于所述的设置在玻璃基质或掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐基质表面的折射率大于基质折射率的区域，其横截面为半圆形或半椭圆形。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃波导光放大器，其特征在于所述的设置在玻璃基质或掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐基质部的折射率大于基质折射率的区域，其横截面为圆形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃波导光放大器，其特征在于所述的镧系元素为铒。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃波导光放大器，其特征在于所述的镧系元素为铒和镱。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃波导光放大器，其特征在于所述的镧系元素为镱。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃波导光放大器，其特征在于所述的镧系元素为铥。
全文摘要
本发明公开了一种玻璃波导光放大器，它包括两个无源光波导1，所述无源光波导1包括玻璃基质2、折射率大于基质折射率的区域3，折射率大于基质折射率的区域3设置在基质的表面或内部，它还包括有源光波导4，所述有源光波导包括掺入至少一种镧系元素的磷酸盐或硅酸盐的基质5、折射率大于基质折射率的区域6，所述折射率大于基质折射率的区域6设置在基质的表面或内部，两个无源光波导1分别设置在有源光波导4的两侧，使两种光波导的折射率大于基质折射率的区域连接，本发明的玻璃波导光放大器，其性能价格比高，并具有集成度高、体积小、单位长度增益大、制作工艺简单，可以应用于现今高容量的光纤通信系统中作为放大系统。
文档编号H04B10/12GK1417632SQ02149208
公开日2003年5月14日 申请日期2002年11月6日 优先权日2002年11月6日
发明者田贺斌, 杨天新, 王永强, 王颖, 李世忱 申请人:天津大学