鐿鉺共摻硫族玻璃光波導(dǎo)放大器理論設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字通信業(yè)務(wù)等的飛速發(fā)展，摻鉺光波導(dǎo)放大器(EDWA)需要更高的功率放大和更寬的帶寬，來(lái)滿足長(zhǎng)距離和多通道大信息量的信號(hào)傳輸，全光通訊網(wǎng)絡(luò)逐漸向個(gè)人及家庭用戶普及，其中全光波導(dǎo)器件因?yàn)槠湫⌒突⒓苫吆蛡鬏斎萘看蟮忍攸c(diǎn)成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。鉺鐿共摻光波導(dǎo)放大器(EYDWA)作為全光通信中一個(gè)重要的全光有源波導(dǎo)器件而備受重視。其中基體材料硫族玻璃，由于其超高的非線性折射率、超快的非線性響應(yīng)、超低的雙光子吸收和獨(dú)特的

2、光敏特性等品質(zhì)，近年來(lái)受到了廣泛的研究。
　　本文對(duì)鐿鉺共摻硫族玻璃光波導(dǎo)放大器進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析，數(shù)值模擬以及相關(guān)參數(shù)優(yōu)化。主要研究?jī)?nèi)容包括：⑴利用ansys軟件高頻電磁模塊，通過(guò)建立二維波導(dǎo)的有限元模型，求解了矩形波導(dǎo)場(chǎng)的傳播模式以及各模式的場(chǎng)分布。通過(guò)分析兩種尺寸的波導(dǎo)的模場(chǎng)分布情況，確定了薄膜厚度為1μm的多模波導(dǎo)以及薄膜厚度為0.4μm的單模波導(dǎo)。⑵考慮到合作上轉(zhuǎn)換，交叉弛豫，激發(fā)態(tài)吸收等上轉(zhuǎn)換機(jī)制，建立了一套比較全面

3、的鐿鉺共摻系統(tǒng)的八能級(jí)速率方程。根據(jù)信號(hào)光和泵浦光沿有源波導(dǎo)的功率變化，給出傳輸方程。⑶由于兩種光波導(dǎo)幾何尺寸不同，采用兩種不同的激發(fā)方式進(jìn)行模式激發(fā)。利用Fortran軟件編程計(jì)算得到多模波導(dǎo)與光纖的耦合效率以及各模式的激發(fā)系數(shù)和信號(hào)光和泵浦光的歸一化光強(qiáng)。⑷利用鐿鉺共摻系統(tǒng)的速率方程，有限元場(chǎng)分布，傳輸方程，采用Runge-Kutta迭代技術(shù)求解了YEDAWA增益，并分析了其偏振特性。⑸對(duì)兩種波導(dǎo)放大器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)origi