基于双包层光纤的1550nm放大器和高功率探测器的研究

摘要

近年来光纤放大器向大功率、大增益带宽以及低噪声方向发展，以满足密集波分复用系统、光纤CATV系统和空间光通信系统的应用。超大功率、超宽带和参数优化越来越成为光纤放大器追求的目标和国内外关注的焦点。本文根据双包层光纤的结构特点，采用包层泵浦耦合技术，对1550nm的大功率光纤放大器进行了理论和实验的研究。 本文首先从理论上对铒镱共掺双包层光纤放大器进行了设计和优化。采用Runge-Kutta法求解放大器的速率与功率传输方程，数值分析了在975nm泵浦下，双包层光纤放大器的输出信号功率、增益，讨论了它们随激活光纤长度、输入泵浦功率以及输入信号光功率的关系。 实验测量了放大器的主要性能指标。当泵浦光波长975nm，泵浦总功率为10W时，对λ=1550nm的信号光，在Ps＝0dBm时，该放大器的输出功率可达400mW，小信号增益在26dB以上。 随着光纤通信技术的飞速发展，光纤测试设备也同步发展起来，对于传输光的监测与测量显得尤为重要。光探测器正是诸多急待开发的光纤系统测量仪器中的常用的、重要的基础设备。 本文对市场上各种常见的光探测器进行了分类介绍，着重分析了热释电光探测器的工作原理，设计了高功率光纤夹持头，并对一种常见的大功率热释电光探测器进行了实验研究，对它的工作性能进行了评定和比较。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 绪论

1.1 课题提出的背景和意义

1.2 双包层光纤放大器

1.2.1 光纤放大器的发展历程

1.2.2 包层泵浦技术的提出

1.2.3 双包层光纤放大器的发展与研究现状

1.2.4 双包层光纤放大器的发展趋势

1.3 高功率光探测器

1.3.1 热释电光探测器的发展历史

1.3.2 热释电光探测器的研究现状

1.4 本论文的主要工作

2 铒镱共掺双包层光纤放大器的理论分析与数值仿真

2.1 双包层光纤的结构及特点

2.2 铒镱共掺双包层光纤放大器的理论分析

2.2.1 铒镱共掺双包层光纤放大器速率方程的理论分析

2.2.2 信号光和泵浦光功率传输方程的理论分析

2.3 铒镱共掺双包层光纤放大器的数值模拟与分析

2.3.1 光纤放大器的基本参数

2.3.2 铒镱共掺双包层光纤放大器的数值模拟

2.4 本章小结

3 铒镱共掺双包层光纤放大器的实验研究

3.1 铒镱共掺双包层光纤放大器系统

3.2 铒镱共掺双包层光纤放大器实验

3.2.1 泵浦源激光器的实验研究

3.2.2 铒镱共掺双包层光纤放大器的实验研究

3.3 本章小结

4 高功率光探测器的研究

4.1 光探测器的分类

4.1.1 热电探测器

4.1.2 光电探测器

4.2 热释电探测器原理分析

4.3 热释电探测器实验

4.3.1 LP-3B激光功率计

4.3.2 光纤夹持头的设计

4.3.3 传递系数的测量

4.3.4 非线性系数的测量

4.4 本章小结

5 结论

参考文献

附录A 光纤夹持头Auto CAD图(装配图与零件图)

作者简历