学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高功率双包层铒镱共掺光放大器的理论和仿真研究

作　者: 丛珊
导　师: 姚勇；陈云亮
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 铒镱共掺 光纤放大器 双包层 布里渊散射 脉冲光 连续光
分类号: TN722
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 52次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


大功率分配系统中,要求光纤放大器具有更高的饱和输出功率。铒镱共掺双包层光纤放大器采用包层抽运技术,将多模大功率抽运光耦合到双包层光纤的内包层中,提高了抽运光的吸收效率。镱离子的掺杂解决了传统EDFA中铒离子浓度过高时产生的浓度淬灭问题,有效的提高了抽运光吸收效率,使1550nm波段高功率光纤放大器的首选方案,成为了国内外该领域研究的热点。本文重点对铒镱共掺双包层光放大器和光纤受激布里渊散射进行了仿真研究,建立了铒镱共掺双包层光放大器的理论模型,具体工作内容如下:阐述了光放大器国内外的发展概况。系统的研究了连续光和脉冲光在铒镱共掺光放大器中的放大以及单模光纤的受激布里渊散射。在连续光情况下,采用了牛顿迭代法求解粒子速率方程组,采用前向抽运方式,对静态信号光、抽运光、斯托克斯光以及ASE光的传输方程运用四阶龙格库塔迭代法进行了数值求解。研究了不同的抽运光功率和信号光波长,对应不同的最优化光纤长度,达到最佳增益;不同的信号光功率,对应不同的优化光纤长度,达到最佳增益而不超过噪声系数的设定值;不同的泵浦光功率,对应不同的优化光纤长度,达到最佳增益而不超过噪声系数的设定值;信号光功率和噪声功率的关系;泵浦光功率与噪声增益谱的关系;斯托克斯光沿着光纤的分布。在脉冲光情况下,采用有限差分法对粒子速率方程组、信号光、抽运光、斯托克斯光以及ASE光的传输方程进行求解。研究了一定重复频率的输入矩形脉冲序列的放大,矩形脉冲、高斯脉冲的放大特性分析。研究了单模光纤中,高斯脉冲的受激布里渊散射,必须选择合适的光纤长度避免发生受激布里渊散射。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-14
  1.1 研究背景和研究目的  7-8
  1.2 光放大器研究进展  8-9
  1.3 光纤放大器种类  9-11
    1.3.1 非线性光纤放大器  9-11
    1.3.2 掺稀土光纤放大器  11
  1.4 双包层铒镱共掺光放大器  11-14
    1.4.1 双包层结构  12-13
    1.4.2 双包层光纤泵浦耦合技术  13-14
第2章 光纤中受激布里渊散射基本理论  14-17
  2.1 光纤中受激布里渊散射基本过程  14
  2.2 受激布里渊散射的增益谱  14-15
  2.3 受激布里渊散射的布里渊阈值  15-16
  2.4 本章小结  16-17
第3章 高功率铒镱共掺光放大器的理论分析与模拟  17-40
  3.1 速率方程组及其数值解  17-22
    3.1.1 牛顿迭代法解非线性方程组  17-18
    3.1.2 粒子数分布的速率方程组  18-22
  3.2 连续光在铒镱共掺光放大器中传输的理论分析  22-25
    3.2.1 连续光的功率传输方程  22-23
    3.2.2 铒镱共掺光放大器的简化模型  23-25
  3.3 连续光在铒镱共掺光放大器中传输的数值计算  25-27
    3.3.1 四阶龙格-库塔法(Runge-Kutta)简介  25-26
    3.3.2 功率传输方程的解法  26-27
  3.4 铒镱共掺光纤放大器主要参数  27-28
  3.5 连续光在铒镱共掺光放大器中传输的仿真实验  28-39
    3.5.1 铒镱共掺光纤模型选取的参数  28
    3.5.2 放大器增益与输入抽运光功率的关系  28-29
    3.5.3 放大器增益与有源光纤增益长度的关系  29-31
    3.5.4 泵浦功率和光纤长度对放大器增益和噪声系数的影响  31-33
    3.5.5 信号功率和光纤长度对放大器增益和噪声系数的影响  33-34
    3.5.6 信号功率对噪声功率的影响  34-36
    3.5.7 泵浦功率对噪声功率谱的影响  36-39
    3.5.8 斯托克斯光功率沿光纤的分布  39
  3.6 本章小结  39-40
第4章 脉冲光传输的理论分析与模拟  40-49
  4.1 有限差分法解功率传输方程的基本原理  40-41
  4.2 EYDFA 在无信号光输入时的稳态仿真分析  41-42
  4.3 EYDFA 在有信号光输入时的仿真分析  42-47
    4.3.1 输入为矩形脉冲的分析  42-44
    4.3.2 不同波形脉冲的放大情况分析  44-45
    4.3.3 EYDFA 的受激布里渊散射分析  45-47
  4.4 单模光纤受激布里渊散射仿真分析  47-48
  4.5 本章小结  48-49
总结  49-50
参考文献  50-56
致谢  56

相似论文

  1. 420nm强脉冲光对痤疮动物模型影响的实验研究,R758.733
  2. 掺铒光纤放大器中泵浦激光器驱动源的研究应用,TN248
  3. 基于光纤非线性效应的全光逻辑门的研究,TN253
  4. 单模光纤中受激布里渊散射阈值的研究,O437.2
  5. 拉曼光纤放大器的设计与制造工艺,TN722
  6. 光敏剂5-氨基酮戊酸对强脉冲光嫩肤治疗的影响,R751
  7. 脉冲泵浦掺镱双包层光纤激光器的理论和实验研究,TN248
  8. Er~（3+）/Yb~（3+）共掺双包层光纤环形腔激光器,TN248
  9. 基于光纤中受激布里渊散射的慢光研究,O437.2
  10. 全光纤调Q脉冲源及光纤放大器系统的研究,TN248
  11. 基于新型光学成像技术的小鼠皮肤光老化及修复机制的实验研究,R758.1
  12. 基于DWDM系统的光纤放大器的研究,TN722
  13. 铒镱掺杂硼铝硅系透明玻璃陶瓷的研究,TQ174.1
  14. Er/Yb高功率光纤放大器的原理与应用研究,TN722
  15. 铒镱共掺磷酸盐玻璃与玻璃陶瓷光谱性质的研究,O482.3
  16. 基于BOTDA分布式光纤传感系统精度的试验研究,TP212
  17. IPL治疗兔耳增生性瘢痕的实验研究,R622
  18. 连续制氢工艺中光合细菌菌落特性研究,TQ116.2
  19. 光子计数模式动态漫射光层析系统的研究,TP391.41
  20. 双包层铒镱共掺光纤放大器的增益平坦特性研究,TN722

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 放大技术、放大器 > 放大器
© 2012 www.xueweilunwen.com