Das Verbundpolymer, das durch Copolymerisation von Erbium-dotierten Nanokristallen mit Methylmethacrylat (MMA)-Monomer hergestellt wird, kann als Verstärkermedium für Polymer-Optik-Wellenleiterverstärker verwendet werden. Die Verstärkungsleistung des Geräts hängt eng mit der Konzentration der Nanopartikel im Verbundpolymer zusammen. In dieser Arbeit wurden mittels Hochtemperatur-Thermolyse erfolgreich einheitliche β⁃NaLu_50%Y_30%F₄∶18%Yb³⁺, 2%Er³⁺ Nanokristalle hergestellt. Die Nanokristallgröße beträgt etwa 16 nm, die Oberfläche ist mit ungesättigten Gruppen modifiziert, sodass eine Copolymerisation mit MMA möglich ist, um Nanopartikel-Polymethylmethacrylat (NPs⁃PMMA) Nanokomposite zu erhalten. Durch Einstellung der Dotierkonzentration der Nanopartikel auf 0,1, 0,15, 0,25 mmol wurden drei Gruppen von Verbundpolymeren mit unterschiedlichen Bindungsverhältnissen hergestellt. Die Analyse der Down-Conversion-Emissions- und Transmissionsspektren zeigt, dass mit zunehmender Konzentration der gebundenen Nanokristalle die Leuchtintensität des Verbundpolymers allmählich ansteigt, während die Lichtdurchlässigkeit im nahen Infrarotbereich leicht abnimmt. Die mit diesen drei Gruppen von Verbundmaterialien hergestellten inversen Wellenleiter-Optikverstärker zeigten bei 1550 nm eine relative Verstärkung von 3, 3,46 und 5,61 dB sowie Einspeisungsverluste von 19,20, 25,00 und 26,53 dB. Diese Ergebnisse zeigen, dass trotz der erhöhten Streuverluste durch die hochdotierten Seltenerd-Nanokristalle die Leuchtintensität des Verstärkermediums im C-Band und die relative Verstärkung des Geräts effektiv erhöht werden. In diesem Experiment überwiegt die Verstärkungssteigerung durch Erhöhung der Nanokristallkonzentration den Anstieg der Streuverluste.

erbiumdotierte Nanokristalle; Verbundpolymer; Bindungsverhältnis; optischer Wellenleiterverstärker