Er/Yb高功率光纤放大器的原理与应用研究

论文摘要

随着密集波分复用系统(DWDM)、有限电视网络(CATV)以及光纤到户(FTTH)技术的发展,人们对高功率光纤放大器的需求日趋强烈。铒镱共掺双包层光纤放大器(EYDFA)能提供比传统的掺铒光纤放大器(EDFA)大一个数量级的输出功率,大幅降低了放大器的单位功率成本,成为该领域的研究热点。本文系统论述了铒镱共掺包层泵浦光纤放大器实现光信号放大的原理,根据速率方程和传输方程建立了放大器的数学模型,并利用该模型研究了改善铒镱共掺光纤放大器增益平坦特性的方案；探讨了铒镱共掺包层泵浦光纤放大器在CATV系统以及WDM系统中应用时对系统性能带来的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 光纤放大器的发展历史与现状
• 1.2 本论文的研究目的及意义
• 第2章 光纤放大器概述
• 2.1 掺铒光纤放大器的理论基础
• 2.1.1 稀土离子的能级结构
• 2.1.2 掺杂光纤的吸收截面与发射截面
• 2.1.3 EDFA的放大原理
• 2.2 掺铒光纤放大器的基本结构
• 2.3 EDFA的主要特性指标
• 2.4 光纤放大器的应用
• 2.5 光纤放大器的发展方向
• 2.6 小结
• 第3章 铒镱共掺包层泵浦放大器的原理与关键器件
• 3.1 包层泵浦的基本原理
• 3+/Yb³⁺共掺系统的能级结构'>3.2 Er³⁺/Yb³⁺共掺系统的能级结构
• 3.3 铒镱共掺包层泵浦放大器的关键器件
• 3.3.1 泵浦激光器
• 3.3.2 泵浦耦合器
• 3.3.3 光隔离器
• 3.4 小结
• 第4章 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器的模拟研究
• 4.1 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器的速率方程和传输方程
• 4.2 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器的数值仿真
• 4.3 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器的模拟研究
• 4.4 小结
• 第5章 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器在CATV系统中的应用研究
• 5.1 光纤CATV网的发展趋势
• 5.2 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器对CATV传输系统载噪比的影响
• 5.2.1 光纤CATV系统的主要噪声分析
• 5.2.2 光纤放大器对CATV传输系统载噪比的影响
• 5.3 高功率光纤放大器对CATV传输系统非线性失真的影响
• 5.4 小结
• 第6章 高功率放大器在WDM系统中的应用研究
• 6.1 非线性光纤光学基本原理
• 6.1.1 克尔效应
• 6.1.2 受激非弹性散射
• 6.2 实验研究
• 6.3 小结
• 第7章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文