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连续双抽运高非线性光纤（HNLF）参量放大

作　者: 包红梅
导　师: 贾维国
学　校: 内蒙古大学
专　业: 物理电子学
关键词: 高非线性光纤(HNLF) 四波混频光参量放大峰值增益
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 23次
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内容摘要

随着光通信中密集波分复用的迅速发展,光传送网对具有大增益带宽、高增益水平和饱和输出功率、低噪声系数以及多路信号同时放大能力的光放大器的需求越来越迫切。目前大规模使用的掺铒光纤放大器(EDFA)已经不能够适应以上要求。本文分析了在连续波双抽运下高非线性光纤(HNLF)中的非简并四波混频和光参量放大。第一章给全文的推导过程提供了理论基础介绍,对光纤参量放大(FOPA)的优点、结构及研究近况,光纤参量放大器理论原理,四波混频的相位匹配条件,利用光纤FWM实现全光纤波长变换的技术难点,连续光产生的基本理论,光纤参量放大器增益的偏振相关性理论模型进行研究,第二章以后对在输入总抽运功率不变的情况下,仅改变双抽运功率P1,P2的比值s,对四波混频增益系数g和参量放大增益和增益带宽进行了理论研究和数值模拟,并与在输入总抽运功率不变的情况下,双抽运功率P1,P2相等(s=1)时的情况进行了对比。数值模拟结果表明：当P1以P2的0.6(s=0.6)入射时,选取适当的光纤长度,参量放大增益远大于同等条件的简并四波混频参量放大过程中的增益。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
引言  11-13
第一章概念  13-25
  1.1 FOPA的优点、结构及研究近况  13-16
    1.1.1 FOPA的显著优点有  13
    1.1.2 FOPA的结构  13-14
    1.1.3 FOPA研究近况  14-16
  1.2 光纤参量放大器理论原理  16-17
  1.3 四波混频的相位匹配条件  17-20
    1.3.1 概念发展  17-18
    1.3.2 匹配条件  18-20
  1.4 利用光纤FWM实现全光纤波长变换的技术难点  20
  1.5 连续光产生的基本理论  20-22
  1.6 光纤参量放大器增益的偏振相关性理论模型  22-25
    1.6.2 参量放大器的增益  23-24
    1.6.3 信号增益的偏振相关性  24-25
第二章基于双抽的参量放大器的理论模型推导  25-44
  2.1 耦合模方程的推导  26-34
    2.1.1 线性极化强度的表达式  26-27
    2.1.2 非线性极化强度的表达式  27-32
    2.1.3 耦合模方程  32-34
  2.2 包含空间分布的耦合模方程的推导  34-36
  2.3 耦合模方程的近似解  36-39
    2.3.1 求解两泵浦波满足的方程  37
    2.3.2 求解信号波与闲频波的解  37-39
  2.4 信号波和闲频波的通解  39-40
  2.5 通解中系数的确定  40-44
    2.5.1 边界条件  40-41
    2.5.2 耦合模方程的精确解  41-44
第三章参量放大增益  44-48
  3.1 峰值增益  44-46
  3.2 提高峰值增益的设计  46-48
第四章相位匹配技术  48-53
  4.1 相位匹配效应  48
  4.2 相位匹配的实际应用  48-53
    4.2.1 相位匹配的物理机制  49-50
    4.2.2 利用零色散波长附近的相位匹配实现波长变换  50-51
    4.2.3 依赖于泵浦强度的相位匹配实现宽带波长变换  51-52
    4.2.4 相位失配与泵浦波长的关系  52-53
第五章非简并参量放大  53-56
  5.1 参量增益与入射泵浦功率比值的关系  53-54
  5.2 数值模拟  54-55
  5.3 结论  55-56
第六章结论  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
攻读学位期间发表的学术论文目录  61

连续双抽运高非线性光纤（HNLF）参量放大

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