鐿鉺共摻硫族玻璃光波導(dǎo)放大器理論設(shè)計.pdf

1、近年來，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，來滿足長距離和多通道大信息量的信號傳輸，全光通訊網(wǎng)絡(luò)逐漸向個人及家庭用戶普及，其中全光波導(dǎo)器件因為其小型化、集成化高和傳輸容量大等特點成為了近年來的研究熱點。鉺鐿共摻光波導(dǎo)放大器(EYDWA)作為全光通信中一個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特的

2、光敏特性等品質(zhì)，近年來受到了廣泛的研究。
　　本文對鐿鉺共摻硫族玻璃光波導(dǎo)放大器進行了系統(tǒng)的理論分析，數(shù)值模擬以及相關(guān)參數(shù)優(yōu)化。主要研究內(nèi)容包括：⑴利用ansys軟件高頻電磁模塊，通過建立二維波導(dǎo)的有限元模型，求解了矩形波導(dǎo)場的傳播模式以及各模式的場分布。通過分析兩種尺寸的波導(dǎo)的模場分布情況，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)換機制，建立了一套比較全面

3、的鐿鉺共摻系統(tǒng)的八能級速率方程。根據(jù)信號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)方式進行模式激發(fā)。利用Fortran軟件編程計算得到多模波導(dǎo)與光纖的耦合效率以及各模式的激發(fā)系數(shù)和信號光和泵浦光的歸一化光強。⑷利用鐿鉺共摻系統(tǒng)的速率方程，有限元場分布，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對兩種波導(dǎo)放大器參數(shù)進行了優(yōu)化，通過origi