增益平坦铒镱共掺双包层光纤放大器研究

作     者：贾苏蒙 

作者单位：长春理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王蓟

授予年度：2022年

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080902[工学-电路与系统] 08[工学] 

主      题：增益平坦 放大 铒镱共掺 ASE 

摘      要：光纤放大器因体积小、结构简单、稳定性高等卓越特性得到各领域的广泛使用。光纤放大器发展史表明,现今的研究朝着两个方向推进。一方面是通过降低成本和缩小体积提升放大器的集成度,从而完成不同环境下的特定需求;另一方面创新光学技术,优化设计方案,提升光纤放大器的性能,包括更高的功率,更低的噪声,更强的稳定性。本文首先简要介绍了光纤放大器的发展进程及其应用,总结了国内外对于增益平坦型光纤放大器的科研成果及数据。然后对光纤放大器的工作原理进行了阐述,简述了铒镱共掺光纤的特性,给出了铒镱共掺光纤放大器(EYDFA)的速率方程和传输方程。仿真实验部分的主要思路为信号光经过两级光纤放大后输出,通过改变信号波长及信号功率,探究光纤放大器的影响因素及输出特性,并选取适合的增益光纤长度,最终完成1535-1575nm波长范围内增益平坦的放大激光输出,对具体实验起指导作用。通过仿真结果对实验进行指导,完成了一套基于主振荡功率放大(MOPA)结构的EYDFA。预放大级增益介质为13m长的掺铒光纤,主功率放大级增益介质为7m长的铒镱共掺双包层光纤。在实验过程中,该系统使用可调谐光源输入10m W的激光作为信号光,经过两级放大,实现了1535-1575nm波段内的增益平坦型激光输出。增益平坦度为±0.32d B,未见明显的放大自发辐射。在预放大级泵浦功率为412m W,主功率放大级泵浦电流5A的情况下,实现了中心波长1555nm处最高功率为1.428W的激光输出。