基于弱反饋下光纖放大器的計(jì)算機(jī)仿真.pdf

1、高功率光纖放大器是目前激光領(lǐng)域比較活躍的研究方向之一。光纖放大器在體積、重量、效率、結(jié)構(gòu)等方面比其他固體激光器具有明顯的優(yōu)勢，在工業(yè)、醫(yī)療、科研、軍事等領(lǐng)域已展現(xiàn)出極有誘人的應(yīng)用前景。在工業(yè)加工方面，高功率光纖激光在造船、汽車制造業(yè)這兩個(gè)領(lǐng)域受到了相當(dāng)重視。在醫(yī)學(xué)方面，數(shù)瓦級的窄帶摻鐿激光光纖激光可通過自旋偏振氦氣，對像肺這樣的低密度生物組織進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像。在國防軍事領(lǐng)域，由于在體積、光束質(zhì)量和效率方面的優(yōu)勢，脈沖光纖激光在光電對抗、激光

2、目標(biāo)指示和激光雷達(dá)等應(yīng)用中具有重要的地位。
　　本文對放大器進(jìn)行分類，其次對光纖放大器的計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行綜述。綜述表明：①在文獻(xiàn)中研究穩(wěn)態(tài)模型的仿真比較廣泛；②研究動(dòng)態(tài)模型的仿真已經(jīng)日趨成為熱點(diǎn)。但是基于弱反饋下的摻鐿放大器的研究較少。我們對基于弱反饋下?lián)借O光纖放大器的輸出特性已經(jīng)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究，本論文就是要針對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論仿真。首先在理論的基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型，分別從穩(wěn)態(tài)過程與動(dòng)態(tài)過程兩個(gè)角度進(jìn)行分析；并且研究了使用的算法

3、：四階龍格——庫塔算法和有限元算法。
　　通過計(jì)算機(jī)編程分析，考慮連續(xù)信號輸入時(shí)，放大器存在弱反饋的條件下，泵浦功率越高，弱反饋引起的后向放大信號消耗更多上能級粒子數(shù)，正向的信號輸出功率隨著光纖長度的增加而降低；脈沖信號輸入時(shí)，特別是低占空比的脈沖信號進(jìn)入光纖中時(shí)，在弱反饋的條件下，由于脈沖間隔時(shí)間較長，在脈沖間隔的時(shí)間內(nèi)會(huì)造成 ASE的積累，使得不在信號光波長處產(chǎn)生寄生激射和自脈動(dòng)。這些仿真結(jié)果都很好的驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，為優(yōu)化實(shí)