Diffusion process applied in fabrication of ion-exchanged optical waveguides in novel Er3+ and Er3+/Yb3+-doped silicate glasses

0324679 - ÚJF 2009 RIV NL eng J - Journal Article
Švecová, B. - Špirková, J. - Janáková, S. - Mika, K. - Oswald, Jiří - Macková, Anna
Diffusion process applied in fabrication of ion-exchanged optical waveguides in novel Er3+ and Er3+/Yb3+-doped silicate glasses.
[Difusní proces aplikovaný ve výrobě optických vlnovodů s iontovou výměnou v novém Er3+ and Er3+/Yb3+-dotovaném silikátovém skle.]
Journal of Materials Science-Materials in Electronics. Roč. 20, č. 1 (2009), s. 510-513. ISSN 0957-4522. E-ISSN 1573-482X
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) LC06041
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10100502; CEZ:AV0Z10480505
Keywords : Er, Yb diffusion * silicate glasses * optical waveguides
Subject RIV: BH - Optics, Masers, Lasers
Impact factor: 1.020, year: 2009

Planar optical waveguides fabricated in erbium doped glasses are promising for photonics components. We focused on the influence of chemical compositions of Er3+ and Er3+/Yb3+-doped silicate glasses on the properties important for the optical applications. Optical waveguides were fabricated by routine K+ instead of Na+ ion exchange in a set of the glasses that had various contents of the RE ions. Waveguiding properties were studied by means of Dark Mode Spectroscopy at 671 nm while the chemical composition of the waveguides was determined using Scanning Electron Microscopy (SEM-EDAX). Surface concentrations of the lasing RE ions were determined by Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS) and related to the resultant photoluminescence properties. On the bases of the obtained experimental results the relations between composition of the substrates, especially content of the active ions, and experimental procedures will be presented with regards to real fabrication processes.

Planární optické vlnovody vytvořené ve sklech dopováním erbia jsou slibné jako fotonické komponenty. Soustředili jsme se na chemické složení Er3+ a Er3+/Yb3+ dopovaných silikátových skel a dále na vlastnosti důležité pro optické aplikace. Optické vlnovody byly připraveny rutinním způsobem iontovou výměnou K+ za Na+ v souboru skel, který měl různý obsah iontů vzácných zemin. Vlnovodné vlasnosti byly studovány Dark Mode spektroskopií při 671 nm a chemické složení bylo určeno skenovací elektronovou mikroskopií (SEM-EDAX). Povrchové koncentrace laserově aktivních iontů byly určeny metodou Rutherfordovského zpětného rozptylu (RBS) a srovnány s luminiscenčními vlastnostmi. Na základě získaných výsledků jsme interpretovali souvislosti mezi složením substrátu, množstvím aktivního prvku a experimentální přípravou struktur.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0172311