半導體量子點漸逝波耦合光纖放大器的研究.pdf

1、光纖放大器高增益、低噪聲以及對信號透明的特點，使光纖通信本身的優(yōu)點能夠得以充分體現(xiàn)，它推動著光纖通信技術向超高速、超寬帶、超大容量、超長距離的方向發(fā)展，使DWDM、光孤子傳輸、全光網絡等技術成為可能。因此，光放大器成為當代光纖通信系統(tǒng)的核心器件之一。近年來，超大功率、超寬帶、參數優(yōu)化、低噪聲越來越成為光纖放大器追求的目標和國內外關注的焦點，是當今光纖放大器發(fā)展的幾個熱點問題。 本文介紹了基于半導體量子點的特性，結合光纖漸逝波耦合

2、器，研制的一種新型的光纖放大器-半導體量子點漸逝波耦合光纖放大器，它將硫化鉛(PbS)半導體量子點材料沉積于耦合器熔錐區(qū)，信號光和泵浦光通過漸逝波共同與半導體量子點材料相互作用，實現(xiàn)光的放大作用。 論文首先介紹了光放大器技術以及當今納米材料和納米科技的發(fā)展狀況，闡述了目前提高光放大器性能的優(yōu)缺點的一些方法，引出了本文課題。接著從理論上分析了單模光纖漸逝波的原理，研究了半導體量子點材料的特性，給出了半導體量子點的大小與量子點的吸收

3、譜之間的關系，對半導體量子點漸逝波耦合光纖放大器的放大特性進行了理論推導。 在研究了半導體量子點漸逝波耦合光纖放大器的制作過程之后，我們應用反膠束法和溶膠凝膠法制備了PbS納米級半導體材料，并對粒子特性和光譜特性進行了測試和表征，并且使用浸漬提拉法分別將反膠束法和溶膠凝膠法制備的量子點進行涂膜，制備了半導體量子點漸逝波耦合光纖放大器。最后對兩種方法制備的光纖放大器的增益特性進行了測試，測試結果表明在980nm的泵浦光作用下，用反

4、膠束法涂膜的量子點光纖放大器在1550nm波段存在光放大現(xiàn)象，用溶膠凝膠法涂膜的量子點光纖放大器在1310nm波段存在光放大現(xiàn)象，而且在泵浦功率大于70mW時，其增益大于3dB，且最大增益可達到10dB以上。 文中最后對本課題的工作做了總結，從理論及實驗結果來看，這種半導體量子點漸逝波耦合光纖放大器具有許多優(yōu)點，例如高增益、小體積、全光纖結構，并且其制作工藝比較簡單。因此我們相信這種新型的光纖放大器必將會在以后的光纖通信系統(tǒng)中獲