1.55μm高效率、窄线宽、全光纤相干光子源的研究

摘要

近年来,1.55微米波段光纤光子源在通信、探测等领域具有广泛的应用前景。本文从理论和实验两方面出发,分别对1.55微米波段铒镱共掺双包层光纤光子源进行了系统的研究。主要研究内容包括以下几点:
　　1.对基于 DBR结构的铒镱共掺光纤光子源的理论研究。首先根据功率传输方程和速率方程组,构建了基于 DBR结构铒镱共掺光纤光子源的理论模型。接着,利用Matlab软件结合龙格—库塔(Runge-Kutta)算法对铒镱共掺光纤光子源进行了全面的数值模拟,分析了光纤光子源输出功率与泵浦光功率、前端面光栅反射率 R2和光纤长度的关系。
　　2.对基于 MOPA结构的铒镱共掺光纤光子源的理论研究。利用功率传输方程和速率方程构建建了基于 MOPA结构的铒镱共掺光纤光子源理论模型。通过OpticSystem软件仿真,对 MOPA结构光纤光子源进行了系统研究,分析了输出光功率、增益与泵浦光功率、信号光功率和光纤长度的关系。
　　3.对基于 DBR结构铒镱共掺光纤光子源进行了实验研究。研究了输出功率特性和光谱特性,光纤光子源可达到最高功率为2.856W,中心波长为1550.8nm,最大光-光转换率为35.3％。
　　4.对基于 MOPA结构铒镱共掺光纤光子源进行了实验研究。实验中光子源的最大输出功率为1.750W,中心波长为1550.8nm,最大增益为34.6dB。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 铒镱共掺全光纤相干光子源的研究背景及意义

1.2 铒镱共掺相干光子源的研究进展

1.2.1 基于MOPA结构光纤激光器的研究进展

1.2.2 基于DBR结构光纤激光器研究进展

1.3 本论文的研究内容

第2章 铒镱共掺光纤光子源的理论基础

2.1 铒镱共掺双包层光纤的耦合方式

2.2 铒镱共掺体系的能级结构与速率方程

2.3 DBR铒镱共掺光纤激光器的理论模型

2.4 MOPA铒镱共掺光纤激光器的理论模型

第3章 铒镱共掺光纤光子源的模拟仿真

3.1 基于Matlab的DBR结构铒镱共掺光纤激光器特性仿真

3.2 基于Optisystem的MOPA结构铒镱共掺光纤激光器特性仿真3.2.1 仿真软件OptiSystem简介

3.2.2 基于Optisystem的MOPA结构铒镱共掺光纤激光器特性仿真

3.2.3 MOPA结构铒镱共掺光纤激光器仿真参数设置

3.2.4 MOPA结构铒镱共掺双包层光纤激光器的功率和增益特性仿真

3.2.5 MOPA结构铒镱共掺双包层光纤激光器的光谱特性仿真

第4章 铒镱共掺光纤光子源的实验研究

4.1 DBR全光纤Er/Yb共掺光纤激光器的实验研究4.1.1 实验装置设计

4.1.2 DBR全光纤Er/Yb共掺光纤激光器的输出特性

4.2 MOPA全光纤Er/Yb共掺光纤激光器的实验研究4.2.1 实验装置设计

4.2.2 前向泵浦方式下的MOPA铒镱共掺光纤激光器实验

4.2.3 后向泵浦方式下的MOPA铒镱共掺光纤激光器实验

第5章 结 论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文