双电极半导体光放大器性能的理论与实验研究

摘要

半导体光放大器(SOA)作为光通信领域的重要器件之一，已经得到了广泛的应用和研究。根据应用场合的不同，SOA可以分为线性应用、非线性应用和光集成应用，在不同的应用领域对其性能有着不同的需求。相比普通SOA，双电极SOA通过电流非均匀注入可以灵活的调节其性能指标，满足不同的应用需求。本文围绕双电极SOA的两电极结构,从理论和实验两方面研究了电流密度分布、电流大小和有源区长度比例等因素对SOA性能参数的影响。具体工作如下：
　　(1)针对双电极SOA的特点,应用SOA分节模型和光谱分割模型对双电极SOA的放大的自发辐射(ASE)谱进行了理论模拟研究,同时搭建测试平台,实验研究了不同有源区长度比例的SOAASE谱参数(半高全宽、峰值波长、峰值功率)随注入电流、注入电流密度比、工作温度的关系。
　　(2)利用SOA理论模型和实验测试平台，从理论和实验两方面研究了双电极SOA增益、饱和输出功率随注入电流比的变化关系。结果表明：电流密度比对SOA增益影响很大，注入电流密度比为1时，小信号增益获得最大值;输出端电流密度越大,饱和输出光功率越大。
　　(3)介绍了SOA噪声指数的机理和测试方法,将双电极SOA等效为两个级联SOA，从理论和实验两方面研究了注入电流密度分布和输入功率对双电极SOA噪声指数的影响。结果表明：噪声指数受输入端电流密度影响很大,输入端电流密度越大,噪声指数越小。

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1 绪论

1.1 SOA在光纤通信中的应用综述

1.2 双电极SOA的特点

1.3 双电极SOA的研究概况

1.4 本文的主要内容

2 双电极SOA放大的自发辐射谱的理论与实验研究

2.1 双电极SOA的理论模型

2.2 总电流固定时，ASE谱的理论与实验研究

2.3 总电流变化时，ASE谱的实验研究

2.4 工作温度对ASE谱的影响

2.5 本章小结

3 双电极SOA增益和饱和输出功率的理论与实验研究

3.1 引言

3.2 增益的理论与实验研究

3.3 饱和输出功率的理论与实验研究

3.4 本章小结

4 双电极SOA噪声特性的理论与实验研究

4.1 SOA的噪声机理

4.2 SOA结构参数对噪声特性的影响

4.3 SOA噪声指数的测量方法与步骤

4.4 SOA噪声指数的理论与实验研究

4.5 本章小结

5 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

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