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高掺铒Al_2O_3光波导放大器的模拟计算及掺铒薄膜的特性检测

作　者: 冉冰
导　师: 宋昌烈
学　校: 大连理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 掺铒光波导放大器掺铒三氧化二铝薄膜泵浦速率方程传输方程增益放大的自发辐射跃迁
分类号: O484.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 98次
引　用: 2次
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内容摘要

随着光纤通信和集成光电子学的发展，掺铒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。本论文的主要工作是：1、对矩形掺铒Al₂O₃光波导放大器多模运转时的特性进行模拟计算。2、结合研究进展状况对掺铒三氧化二铝薄膜的厚度和折射率进行了测量。通过求解速率方程和传输方程，本文对掺铒三氧化二铝光波导放大器的增益特性进行了计算。在计算时泵浦光的波长选为980nm，波导的截面尺寸选为1×2μm²。由于波导放大器的增益是波导长度、掺铒浓度和泵浦功率的函数，因此本论文对三者与信号增益的关系分别进行了讨论。此外，本文还对掺铒光波导放大器的主要噪声来源——放大的自发辐射跃迁进行了分析。在小结中，本文还给出了任意截面尺寸的光波导放大器的增益及噪声计算方法，这对以后的研究工作和波导放大器的设计具有一定的参考意义。目前，大量的研究工作是在制作掺铒薄膜及完善其性能。据此，本论文还根据现有条件对薄膜的主要特性——薄膜厚度和折射率进行了测量。

全文目录

第一章综述  8-21
  1．1 引言  8-10
  1．2 光放大器的种类及应用  10-14
    1．2．1 掺稀土光波导（光纤）放大器  10-13
    1．2．2 受激拉曼和受激布里渊散射光纤放大器  13
    1．2．3 半导体光放大器  13-14
  1．3 掺铒光波导的制作工艺  14-16
  1．4 掺铒光波导的国内外研究进展  16-20
  参考文献  20-21
第二章掺铒光波导放大器的光学特性  21-39
  2．1 铒离子的能级结构  21-22
  2．2 晶体场中的铒离子  22-23
  2．3 掺铒光波导的光谱特性  23-25
  2．4 光与物质的作用  25-27
  2．5 介质的增益系数及实现光放大的条件  27-29
  2．6 掺铒光波导放大器基质材料的选择  29-30
  2．7 掺铒光波导放大器的实用化  30-31
  2．8 掺铒光波导放大器的上转换效应  31-33
  2．9 掺铒光波导放大器泵浦带的选择  33-36
  2．10 光波导的传输损耗与测量  36-38
  参考文献  38-39
第三章介质光波导的光传输理论分析  39-50
  3．1 平板波导的电磁理论  39-42
  3．2 几种特殊的平板波导  42-44
  3．3 介质带状光波导  44-49
  参考文献  49-50
第四章掺铒光波导放大器的理论计算  50-70
  4．1 掺铒光波导放大器的速率方程及其稳态解  50-54
  4．2 光波导放大器的传输方程  54-55
  4．3 光波导放大器模式分析和归一化光强的计算  55-61
  4．4 掺铒光波导放大器增益特性的数值计算及讨论  61-64
  4．5 掺铒光波导放大器的噪声分析  64-68
  4．6 小结  68-69
  参考文献  69-70
第五章薄膜特性的测量  70-78
  5．1 膜厚的主要测量方法  70-74
  5．2 掺饵薄膜的特性测量  74-77
  参考文献  77-78
第六章结论与展望  78-80
参考文献  80-81
致谢  81-82

高掺铒Al_2O_3光波导放大器的模拟计算及掺铒薄膜的特性检测

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