雙包層ErYb共摻泵浦耦合速率方程碩士論文.doc

鉺鐿共摻雙包層光纖放大器的研究【摘要】 光纖放大器(OFA)是實現(xiàn)全光型光纖通信的關鍵性部件。因為它具有易集成、高增益、低噪聲和帶寬大的特點而得到廣泛應用。近年來,隨著人們對通信業(yè)務多元化的要求不斷提高,信息和通信技術得到了飛速的發(fā)展,新技術的產生對光纖放大器的性能提出了更高的要求。在密集波分復用系統(tǒng)(Dense Waveguide Division Multiplex,DWDM)、有線電視網絡(Community Antenna Television,CATV)以及光纖到戶(Fiber To The Home,FTTH)大功率分配系統(tǒng)中,要求光纖放大器具有更高的飽和輸出功率。摻鉺光纖在經過短光纖時候不能提供更大的泵浦吸收,并且結構復雜、效率也低。鉺鐿共摻光纖是一個有效實現(xiàn)的方法。本文根據(jù)雙包層光纖的結構特點,采用包層泵浦耦合技術,設計并搭建EDFA/EYDFA雙段級聯(lián)光纖放大器。本論文深入研究了鉺鐿共摻雙包層光纖放大器的基本理論,并使用仿真軟件分析了鉺鐿共摻光纖放大器的基本放大特性:仿真實驗重點模擬了光纖長度、泵浦光功率、信號光功率等對放大器增益的影響,分析了各種情況下的ASE分布,對進一步改善放大器性能提供了有力的理論依.更多還原【Abstract】 Fiber Amplifier is one of the key components to realize all optical fiber communication system. Because it is easy to integrate, the high gain, the low noise and the band width major characteristic obtains the widespread application. In recent years, as people diversified communication services is ever increasing, information and communication technology has been rapid development of new technologies for optical fiber amplifiers having a higher performance requirements. In dense wavelength divis.更多還原 【關鍵詞】 雙包層； Er/Yb共摻； 泵浦耦合； 速率方程； 【Key words】 Double-clad； Er/Yb co-doped； Pump coupling； rate equation； 摘要 3-4 Abstract 4 第一章 緒論 7-15 1.1 引言 7 1.2 光放大器概述 7-10 1.3 EDFA 簡述 10-12 1.4 鉺鐿共摻光纖放大器 12-13 1.5 光纖放大器的發(fā)展趨勢 13 1.6 本論文的主要工作 13-15 第二章 鉺鐿共摻雙包層光纖放大器的理論研究 15-31 2.1 引言 15 2.2 鉺鐿共摻系統(tǒng)的光譜特性及粒子數(shù) 15-19 2.2.1 Er(3+)/ Yb(3+)系統(tǒng)的能級結構和速率方程 15-18 2.2.2 鉺鐿共摻光纖放大器的功率傳輸方程 18-19 2.3 鉺鐿共摻光纖放大器基本參數(shù) 19-21 2.4 鉺鐿共摻雙包層光纖放大器的數(shù)值計算與特性仿真 21-29 2.4.1 鉺鐿共摻光纖放大器的數(shù)值仿真 21-22 2.4.2 鉺鐿共摻光纖放大器的仿真結果與特性分析 22-29 2.5 本章總結 29-31 第三章 雙包層光纖及其泵浦耦合技術 31-45 3.1 引言 31 3.2 雙包層光纖的結構設計 31-37 3.2.1 雙包層光纖的原理及結構 31-32 3.2.2 雙包層光纖的優(yōu)勢 32 3.2.3 包層泵浦技術 32-33 3.2.4 光纖的內包層形狀對泵浦光吸收效率的影響 33-37 3.3 雙包層泵浦耦合技術 37-43 3.3.1 端面泵浦耦合技術 37-38 3.3.2 taper 光纖耦合方式 38 3.3.3 側面泵浦耦合技術 38-43 3.4 各種側面泵浦耦合技術的比較 43-44 3.5 本章小結 44-45 第四章 鉺鐿共摻光纖放大器的優(yōu)化設計與實驗研究 45-57 4.1 引言 45 4.2 EDFA/EYDFA 雙段級聯(lián)光纖放大器設計方案 45-47 4.3 前級摻鉺光纖放大器的設計 47-50 4.3.1 前級摻鉺光纖放大器的設計 47-48 4.3.2 摻鉺光纖放大器的實驗數(shù)據(jù)及分析 48-50 4.4 后級鉺鐿共摻雙包層放大級的設計 50-54 4.4.1 鉺鐿共摻