에르븀 도핑 나노결정과 메틸 메타크릴레이트(MMA) 단량체의 공중합으로 얻어진 복합 고분자는 고분자 광도파로 증폭기의 이득 매질로 사용할 수 있다. 장치의 이득 성능은 복합 고분자 내 나노입자 농도와 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 고온 열분해법을 이용하여 크기가 균일한 β⁃NaLu_50%Y_30%F₄∶18%Yb³⁺, 2%Er³⁺ 나노결정을 성공적으로 합성하였다. 나노결정 크기는 약 16nm이며, 표면은 불포화기로 수정되어 MMA와 공중합하여 나노입자-폴리메틸메타크릴레이트(NPs⁃PMMA) 나노복합재료를 얻을 수 있다. 나노입자의 도핑 농도를 각각 0.1, 0.15, 0.25mmol로 조정하여 세 가지 다른 결합 비율의 복합 고분자를 제조하였다. 다운컨버전 발광 스펙트럼과 투과 스펙트럼 분석 결과, 결합된 나노결정 농도가 증가함에 따라 복합 고분자의 발광 강도가 점진적으로 증가하였으나 근적외선 영역에서 광 투과율은 약간 감소하였다. 이 세 가지 복합 고분자 재료를 이용해 제작한 역굽힘형 광도파로 증폭기는 1550nm에서 장치의 상대 이득이 각각 3, 3.46, 5.61dB였으며, 삽입 손실은 각각 19.20, 25.00, 26.53dB였다. 이 결과는 고농도 희토류 나노결정이 산란 손실 증가를 초래하였음에도 불구하고, C 밴드 이득 매질의 발광 강도와 장치의 상대 이득을 효과적으로 향상시켰음을 보여준다. 본 논문 실험에서 나노결정 농도 증가로 인한 이득 향상은 산란 손실 증가보다 우월하였다.

에르븀 도핑 나노결정; 복합 고분자; 결합 비율; 광도파로 증폭기