超短脈沖在摻雜光纖放大器中傳輸特性的研究.pdf

1、近年來，光纖通信領(lǐng)域發(fā)生日新月異的發(fā)展，而摻雜光纖放大器功不可沒。然而，光脈沖在放大器傳輸過程中仍有許多問題有待研究，包括增益介質(zhì)色散效應(yīng)、非線性效應(yīng)、增益飽和以及介質(zhì)增益帶寬對光脈沖的影響，使光脈沖的形狀和頻譜發(fā)生變化，影響其傳輸質(zhì)量，偏離放大器設(shè)計要求，因此對摻雜光纖放大器中的光脈沖傳輸特性的研究尤為重要。
　　在摻雜光纖放大器中，當介質(zhì)的增益帶寬遠大于初始脈沖脈寬時，采用非線性薛定諤方程即可準確描述光脈沖的放大特性。通過數(shù)值

2、求解傳輸方程，同時對介質(zhì)增益作拋物線型近似，討論非線性效應(yīng)，介質(zhì)色散對光脈沖放大的影響。結(jié)果表明：非線性效應(yīng)和群速度色散分別使光脈沖在頻域和時域展寬。隨著傳輸距離的增加，脈沖帶寬有可能接近于或大于增益介質(zhì)帶寬，使得增益窄化效應(yīng)和增益飽和效應(yīng)越加明顯，光脈沖在傳輸放大的時會發(fā)生畸變，因而前面的近似以及傳輸方程已不再適用，必須做出相應(yīng)修改和優(yōu)化，其數(shù)值仿真結(jié)果表明，增益飽和效應(yīng)使得寬帶脈沖前后沿放大程度不一致，脈沖形狀發(fā)生畸變。因而在設(shè)計光

3、纖放大器時需要根據(jù)相應(yīng)的計算結(jié)果提出相適應(yīng)的措施以避免脈沖傳輸質(zhì)量降低。
　　對于高功率摻Y(jié)b3+光纖放大器，從Yb3+的能級結(jié)構(gòu)、吸收與發(fā)射截面等光譜效應(yīng)出發(fā)，重點分析波長為910nm或975nm泵浦光，和波長為1053nm信號光的放大特性，通過高功率摻Y(jié)b3+光纖放大器的速率-傳輸模型，并利用數(shù)值方法進行數(shù)值計算，討論了摻鐿光纖放大器中泵浦光功率的分布與泵浦閾值功率、放大器增益和最佳增益光纖長度、反轉(zhuǎn)粒子數(shù)分布以及穩(wěn)態(tài)泵浦光對