随着光纤通信和集成光电子学的迅速发展,掺饵光波导放大器已成为了光纤通信与光电子学领域研究和应用的热点。Er离子具有独特的光学性质,1.531μm发光波长对应于石英光纤的最低损耗窗口,并且发光波长受外界条件影响很小。这些发光特性使其在光纤通讯和光电集成领域有着广阔的应用前景。本论文从铒离子掺杂SiC和ZnO材料入手,研究铒离子的荧光特性。主要的研究内容如下：第一,利用离子注入的方法选择不同的注入剂量在SiC晶体中注入铒离子,分析铒离子在基质材料中的分布情况和荧光发光特性；第二,利用磁控溅射手段制备Er/Yb共掺的ZnO薄膜,研究衬底材料和衬底温度对铒离子的光致发光性能的影响；取得结果如下：(1)采用离子注入方法,在280KeV的能量下将铒离子注入到SiC晶体中,注入剂量选择5×1013、1×1014、5×1014cm-2,在低温12K下利用荧光光谱仪检测到1.23μm附近的尖锐的发射峰,分析原因是由于铒离子在4S3/2和4I11/2之间的跃迁导致的,同时随着注入剂量的增加,1238nm的荧光发射强度也在增加,但是达到一个阈值后荧光发射强度增加变得缓慢。同时,在1100rnm附近发现了比较宽的发射峰,随着注入剂量增加,峰值增加,这是由于铒离子的注入造成了晶体的损伤引入了大量的晶体缺陷,引起了SiC的缺陷发射。(2)采用磁控溅射技术制备Er/Yb共掺的ZnO薄膜,衬底基片选择SiO2、MgO和Al2O3。在常温下检测到Er3+在1.53μm附近的荧光发射,发现在MgO衬底上制备的薄膜的荧光发射强度最高,另外两种衬底材料上的发光强度相对接近,这是由于MgO晶体和ZnO晶体存在较小的失配度,在其上沉积的薄膜的晶粒尺寸大,结晶度好,晶体中的晶格缺陷较少,铒离子和晶格缺陷发生能量转移的概率降低,因此,铒离子在以MgO为衬底生长的ZnO材料的发光性能高。(3)衬底材料选择Si和SiO2,溅射时间为7h,衬底温度为200℃、400℃、600℃利用磁控溅射方法制备Er/Yb共掺的ZnO薄膜。X射线衍射仪测试表明,随着温度的升高,晶粒的尺寸逐渐增大,晶面间距缩小,晶体的生长质量改善。利用荧光光谱仪测试在三种温度下制备的Er/Yb共掺的氧化锌薄膜的荧光发光情况,结果表明随着沉积薄膜衬底温度的升高,薄膜晶体质量得到改善,晶体中吸收铒离子技法能量的晶格缺陷减少,促进了铒离子的发光效率。(4)在Si和SiO2衬底材料上溅射薄膜,衬底温度选择700和800℃,溅射时间为1h,发现铒离子的荧光光谱在1650nm附近出现了比较宽的发射峰,这和ZnO的深能级发射有关,在薄膜沉积时,由于磁控溅射基片的温度太高,Zn原子向间隙移动的概率增大,形成锌填隙的缺陷,造成了氧化锌的深能级发射。同时,在1530nm附近出现了较强的吸收峰,这主要是薄膜生长的缺陷较多,铒离子将吸收的能量传递给晶格缺陷,促进了晶体的深能级发射,而降低了铒的荧光发射。