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东南网4月6日讯（福建日报记者 林霞）近日，记者从厦门大学获悉，该校电子科学与技术学院张丹教授团队与黑龙江大学化学化工与材料学院许辉教授团队合作，在有机光子器件及其集成技术领域取得突破性进展，相关成果发表于国际材料科学领域经济期刊《Advanced Materials》上，并被选为当期卷首文章。
稀土掺杂光波导放大器作为补偿各类光损耗的重要光子器件，在集成光子芯片中应用广泛。这类器件一般采用激光器作为泵浦源，依靠稀土离子的本征吸收与辐射跃迁来实现光放大，然而，激光器泵浦容易造成波导的热损伤以及稀土离子的上转换发光，器件的商用化配套成本也高，且在硅光芯片中无法灵活放置，这些问题使得稀土掺杂光波导放大器在平面光子集成中的规模化应用受限。因此，探索新的光放大机制与方法具有重要的科学研究意义与工程应用价值。
张丹教授与许辉教授的这项研究工作构建了一种具有高效分子内能量传递作用的膦氧钕配合物发光材料Nd（TTA）3（XPO），该材料以噻吩基三氟甲基乙酰丙酮（TTA）为阴离子配体，以含有二苯基膦氧基团的XPO为中性配体，通过建立有机配体与中心稀土钕离子的有效分子内能量传递路径，实现了钕离子在两个近红外波长1.06μm和1.31μm的高效发光；同时，设计并制备了适合材料的掩埋条形和倏逝波型两种结构的硅基光波导器件，采用低功率发光二极管（LED）替代传统的激光器作为泵浦源，在1.06μm波长处实现了22.5dB/cm的光增益，这是目前有机光波导放大器在该波长的最高增益报道；同时，器件在1.31μm波长处获得了8.4dB/cm的光增益，这也是该类器件在光通信O波段实现高增益光放大的重要突破。
这项研究将分子内能量传递理论与LED泵浦技术相结合，首次实现了器件在一个低功率LED泵浦下的近红外波段双波长的高增益，大大降低了光波导放大器的商用化成本；而且，钕配合物掺杂的聚合物材料可以方便地旋涂在氮化硅、硅、玻璃等不同类型的光子芯片上来实现光损耗的补偿，具有普适兼容性。这项技术为推动有机光子器件在光互联与集成领域的产业化发展提供了有力支撑。
该工作涉及信息光子、化学、物理等多学科交叉领域，由国家重点研发计划信息光子技术重点专项、国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目资助，厦门大学为成果的第一完成单位。