双包层ErYb共掺泵浦耦合速率方程硕士论文.doc

铒镱共掺双包层光纤放大器的研究【摘要】 光纤放大器(OFA)是实现全光型光纤通信的关键性部件。因为它具有易集成、高增益、低噪声和带宽大的特点而得到广泛应用。近年来,随着人们对通信业务多元化的要求不断提高,信息和通信技术得到了飞速的发展,新技术的产生对光纤放大器的性能提出了更高的要求。在密集波分复用系统(Dense Waveguide Division Multiplex,DWDM)、有线电视网络(Community Antenna Television,CATV)以及光纤到户(Fiber To The Home,FTTH)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。掺铒光纤在经过短光纤时候不能提供更大的泵浦吸收,并且结构复杂、效率也低。铒镱共掺光纤是一个有效实现的方法。本文根据双包层光纤的结构特点,采用包层泵浦耦合技术,设计并搭建EDFA/EYDFA双段级联光纤放大器。本论文深入研究了铒镱共掺双包层光纤放大器的基本理论,并使用仿真软件分析了铒镱共掺光纤放大器的基本放大特性:仿真实验重点模拟了光纤长度、泵浦光功率、信号光功率等对放大器增益的影响,分析了各种情况下的ASE分布,对进一步改善放大器性能提供了有力的理论依.更多还原【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.更多还原 【关键词】 双包层； Er/Yb共掺； 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 绪论 7-15 1.1 引言 7 1.2 光放大器概述 7-10 1.3 EDFA 简述 10-12 1.4 铒镱共掺光纤放大器 12-13 1.5 光纤放大器的发展趋势 13 1.6 本论文的主要工作 13-15 第二章 铒镱共掺双包层光纤放大器的理论研究 15-31 2.1 引言 15 2.2 铒镱共掺系统的光谱特性及粒子数 15-19 2.2.1 Er(3+)/ Yb(3+)系统的能级结构和速率方程 15-18 2.2.2 铒镱共掺光纤放大器的功率传输方程 18-19 2.3 铒镱共掺光纤放大器基本参数 19-21 2.4 铒镱共掺双包层光纤放大器的数值计算与特性仿真 21-29 2.4.1 铒镱共掺光纤放大器的数值仿真 21-22 2.4.2 铒镱共掺光纤放大器的仿真结果与特性分析 22-29 2.5 本章总结 29-31 第三章 双包层光纤及其泵浦耦合技术 31-45 3.1 引言 31 3.2 双包层光纤的结构设计 31-37 3.2.1 双包层光纤的原理及结构 31-32 3.2.2 双包层光纤的优势 32 3.2.3 包层泵浦技术 32-33 3.2.4 光纤的内包层形状对泵浦光吸收效率的影响 33-37 3.3 双包层泵浦耦合技术 37-43 3.3.1 端面泵浦耦合技术 37-38 3.3.2 taper 光纤耦合方式 38 3.3.3 侧面泵浦耦合技术 38-43 3.4 各种侧面泵浦耦合技术的比较 43-44 3.5 本章小结 44-45 第四章 铒镱共掺光纤放大器的优化设计与实验研究 45-57 4.1 引言 45 4.2 EDFA/EYDFA 双段级联光纤放大器设计方案 45-47 4.3 前级掺铒光纤放大器的设计 47-50 4.3.1 前级掺铒光纤放大器的设计 47-48 4.3.2 掺铒光纤放大器的实验数据及分析 48-50 4.4 后级铒镱共掺双包层放大级的设计 50-54 4.4.1 铒镱共掺