Rare-earth ion doped dielectric waveguide amplifier devices =

Abstract

Bu tez, aktif entegre optik devrelerde erbiyum katkılı Al2O3 düzlemsel dalga kılavuzları uygulamateknolojilerinin geliştirilmesine odaklanmıştır. Al2O3 katmanlar, düşük kayıp için başarıyla optimize edilmiş; 1.55 µm'de şu ana kadar 0.04±0.02 dB/cm olarak bildirilen en düşük kayıp değerlerinden biri elde edilmiştir. Erbiyum katkılı Al2O3 filmlerinin Atomik Katman Kaplama cihazı kullanılarak büyütülmesi için yöntem geliştirilmiştir. Aynı büyütme parametreleri kullanılarak erbiyum konsantrasyonunun tekrarlanabilirliği, yüksek kaliteli filmler elde edilmesi ve cihazlar için standart silikon alttaşlar üzerine geniş bir alanda yüksek film homojenliği elde edilmesi hedeflenmiştir. Erbiyum, Er(thd)3 ve O2 plazma öncülleri kullanılarak Al2O3 katmanları arasına Er2O3 yapısında katkılanmıştır. Maksimum %2.29 atomik konsantrasyon değerine sahip farklı konsantrasyonlarda Erbiyum katkılı örnekler elde edilmiştir. Filmlerin karakterizasyonunda X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi, elipsometre ve µRaman kullanılmıştır. Filmlerin derinlik profili de araştırılmıştır. Tepe tipi dalgakılavuzları üretiminde %85 H3PO4 kullanılarak yeni bir yöntem ortaya konulmuştur. Elde edilen dalga kılavuzlarının yapısal özellikleri, düzgün yan duvarlar, iyi desen çözünürlüğü ve uygun tepe tipi dalga kılavuzu özellikleri yeterli eşme derinliklerinin elde edilmesi için irdelenmiştir. C-bandındaki optik kazancı ve ömrü ölçmek için özgün ölçüm düzenekleri kurulmuştur. %1.18 Erbiyum konsantrasyon değerine sahip dalgakılavuzlarında 4.38±0.31 ms'lik kabul edilebilir ışık ömrü ölçülmüş ve aynı aygıtta literatürdeki birim uzunluk başına en yüksek optik kazanç değeri olan 13.72 dB/cm elde edilmiştir.