1054nm陣列式光放大器的設(shè)計(jì)與制作.pdf

1、由于實(shí)際應(yīng)用的光通信系統(tǒng)主要采用1550nm和1310nm的光傳送信號(hào)，因而工作于這兩個(gè)波長(zhǎng)附近的光放大器受到人們的廣泛關(guān)注和大量研究。由于波長(zhǎng)的特殊性，工作在1054nm的光放大器被研究得相對(duì)較少。由于潛在的軍事應(yīng)用，國(guó)外的很多科研機(jī)構(gòu)都對(duì)這類(lèi)器件進(jìn)行了大量的研究。而國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域研究的相對(duì)較少，目前還處于起步階段，研究水平與國(guó)外相比還有很大差距。
　　本文主要探討了在1054nm處實(shí)現(xiàn)光放大的陣列式光波導(dǎo)放大器的設(shè)計(jì)方案與光波導(dǎo)

2、制作工藝，設(shè)計(jì)并成功制作了陣列式摻鐿光纖放大器。主要完成了如下工作：
　　1）詳細(xì)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展，設(shè)計(jì)了陣列式光波導(dǎo)放大器的實(shí)現(xiàn)方案，并分別對(duì)泵浦方式和光纖-波導(dǎo)的耦合問(wèn)題進(jìn)行了討論。
　　2）對(duì)平板波導(dǎo)制作工藝進(jìn)行了詳細(xì)的研究：通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究了用混合融鹽離子交換法在摻釹磷酸鹽玻璃上制作光波導(dǎo)的工藝。運(yùn)用離子交換原理分析了實(shí)驗(yàn)失敗的原因，并成功探索出在這種材料上制作光波導(dǎo)的離子交換工藝，得到了制作單模波導(dǎo)和2到4個(gè)

3、模式光波導(dǎo)的工藝條件。證明了在這種摻釹磷酸鹽玻璃材料上能夠制作出光波導(dǎo)。詳細(xì)分析總結(jié)了平板波導(dǎo)制作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行了討論，提出了相應(yīng)的改善措施，收到了良好的實(shí)驗(yàn)效果。
　　3）對(duì)溝道波導(dǎo)制作工藝進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究：根據(jù)放大器實(shí)現(xiàn)方案有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了實(shí)用性較強(qiáng)的掩膜板。對(duì)溝道波導(dǎo)制作工藝進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)基片夾具和石英坩堝等措施改善了離子交換實(shí)驗(yàn)效果。采用不同工藝條件對(duì)溝道波導(dǎo)進(jìn)行了離子交

4、換實(shí)驗(yàn)研究，并在含有溝道波導(dǎo)的基片背面成功制作出了有1個(gè)和3個(gè)模式的平板波導(dǎo)，增加了溝道波導(dǎo)制作成功的可能性。詳細(xì)分析了溝道波導(dǎo)制作中出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)了影響實(shí)驗(yàn)效果的因素，并提出了相應(yīng)的改善措施。
　　4）設(shè)計(jì)并成功制作了陣列式摻鐿光纖放大器：設(shè)計(jì)了放大器實(shí)現(xiàn)方案，并依據(jù)實(shí)現(xiàn)方案制作了陣列式摻鐿光纖放大器。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)摻鐿光纖長(zhǎng)度進(jìn)行了優(yōu)化。采用不同的方法對(duì)放大器的增益進(jìn)行了測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果提出了改進(jìn)的放大器方案，取得了良好的實(shí)

5、驗(yàn)效果，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　在陣列式光波導(dǎo)放大器的研究過(guò)程中解決了關(guān)鍵的工藝難題，取得了階段性的技術(shù)突破。采用混合融鹽離子交換法在摻釹磷酸鹽玻璃上成功制作光波導(dǎo)，據(jù)我們所知這在國(guó)內(nèi)尚屬首次。平板波導(dǎo)和溝道波導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)研究為陣列式光波導(dǎo)放大器的成功制作打下了良好的工藝基礎(chǔ)。采用摻鐿光纖制作了可實(shí)際應(yīng)用的陣列式光纖放大器，能夠同時(shí)對(duì)八路1054nm的脈沖信號(hào)進(jìn)行放大，單路增益可達(dá)30dB以上。摻鐿光纖放大器的實(shí)驗(yàn)研究為該器件的產(chǎn)品化和