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用中频孪生靶磁控溅射法沉积制备了掺铒、镱铒共掺Al<,2>O<,3>薄膜,探索了氧气氩气分压、不同衬底、镱铒共掺杂、掺杂浓度、后退火温度、退火时间等各工艺参数对薄膜特性的影响.用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析了薄膜样品的表面形貌,用椭圆偏振仪测量了薄膜的厚度和折射率.分析探讨了铒离子在氧化铝薄膜中的发光机理.测量了各种薄膜样品的光致发光特性,包括光致发光的峰值强度与掺铒浓度、镱铒掺杂比率、泵浦功率和退火温度的关系,得出以下结论:(1)所有薄膜的峰值波长为1535nm,半值宽度在40nm-60nm之间.(2)镱铒共掺Al<,2>O<,3>薄膜的最佳镱铒浓度比为9:1.(3)退火温度的不同,影响了Al<,2>O<,3>薄膜的微观结构,导致光致发光强度变化.(4)镱作为敏化剂,不仅提高了泵浦效率,增强了光致发光强度,也明显地减小了铒离子间激发态吸收、合作上转换等效应所产生的"浓度猝灭"现象.通过求解Er及Yb/Er的速率方程,从理论上计算了掺铒及镱铒共掺Al<,2>O<,3>薄膜的荧光特性,得出了优化的泵浦强度与优化的掺镱铒浓度,并与实验进行了比较.用BCl<,3>干法刻蚀将镱铒共掺Al<,2>O<,3>薄膜刻蚀成光波导,当信号光被调制为1Hz的方波时,在160mW功率泵浦下,光波导放大器的总增益为10.0dB,单位长度增益为4.2dB/cm.给出了放大器的放大特性曲线,噪声指数特性.测量了掺铒及镱铒共掺杂玻璃的光致发光特性、吸收谱,并测量了不同浓度样品的增益,绘出了增益曲线.得出如下结论:(1)掺铒浓度越低的硅酸盐玻璃,泵浦阈值功率越大.饱和泵浦功率越小.(2)给出了净增益随泵浦功率的变化曲线.(3)掺铒浓度为0.8at.%的硅酸盐玻璃样品净增益最大,达到3.9dB的净增益,实验给出了净增益随掺铒浓度的变化曲线.