Yb-Er共掺光波导放大器增益特性模拟及优化

为提高光波导放大器的增益特性,从Yb-Er共掺系统的能级结构及能量传递过程出发,建立了Yb-Er共掺光波导放大器增益的理论模型,对增益特性进行数值模拟;讨论了铒离子的掺杂浓度、泵浦光功率和信号光功率等因素对光波导放大器增益的影响,并进行优化。数值模拟结果表明:当波导长度小于其最佳值时,增益随铒离子的掺杂浓度和泵浦光功率的增加而显著增大;超过最佳波导长度,增益随之下降;泵浦光功率一致,信号光功率增强时,增益下降。抽运功率为70 mW时,长度为2.24 cm的光波导放大器,单位长度增益为4.73 dB/cm,该结果与实验数据基本吻合。

掺Er及Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器噪音特性的数值模拟

利用由速率方程、有限元场分布、传输方程构建的综合理论模型,数值求解了掺Er及Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器的噪音系数和正反向自发辐射功率.结果表明,随波导长度的增加,当增益开始下降时,噪音系数显著增加.同时显示了抽运功率和掺杂浓度对噪音系数的影响,比较了两种掺杂放大器的噪音系数,Yb-Er共掺比只掺Er的约小0.8dB.

镱铒共掺Al_2O_3光波导放大器的净增益特性

将中频磁控溅射方法沉积制备的镱铒共掺Al2O3薄膜刻蚀成矩形截面、直线通道的光波导放大器·测量了净增益与抽运功率的关系,结果表明:净增益随抽运功率近似线性增加,阈值抽运功率为18mW;抽运功率为68mW时,长2.24cm的光波导放大器净增益为8.44dB·数值模拟结果显示,相同抽运功率下的净增益为10.6dB·

铒镱共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的进展

本文介绍了铒镱共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的工作原理、结构、制作工艺以及最新进展和发展趋势。

铒镱共掺光波导放大器增益特性模拟和性能优化

在分析铒镱共掺系统的能级结构和相关跃迁的基础上,根据速率方程和传输方程,建立了EY-CDWA的增益模型,给出了EY-CDWA的增益公式,对增益特性进行了模拟,并对影响放大器增益的波导长度及泵浦功率等相关条件进行了优化。模拟计算中建立了参数优化方案,实现了放大器泵浦波长、泵浦功率和增益的同步优化,得到最佳长度下的最大增益,该理论模型应用于实际制作的Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器,结果与实验数据相符。

阶跃掺杂Er∶Al_2O_3光波导放大器增益特性数值模拟

构建了纵向阶跃非均匀掺杂的掺铒Al2O3光波导放大器理论模型,利用有限元法、速率方程和传输方程,数值模拟了放大器的净增益特性·计算结果表明阶跃掺杂掺铒Al2O3光波导放大器提高了抽运效率,净增益和信号光输出功率比优化后的均匀掺杂光波导放大器分别提高了9.2%和90.5%,长度却缩短了16.9%.

掺Er^(3+)玻璃光波导放大器的新进展

介绍了掺稀土元素的玻璃集成光波导放大器的原理、结构和制作方法特点 。

掺铒光波导放大器的增益特性研究

本文用重叠因子的方法研究了 ９８０ ｕｍ波段泵浦的掺铒光波导放大器、得到了其增益的隐式解析解，在此基础上得到了泵浦阈值功率的解析表达式．详细讨论了铒掺杂浓度、泵浦功率对放大器增益的影响．

侧蚀对脊形掺铒光波导放大器净增益的影响

用有限元方法分析了脊形掺铒Al2O3 光波导放大器内部信号光和泵浦光的电磁场模式分布,结合速率方程和传输方程,数值模拟了脊形 Er∶Al2O3 光波导放大器的净增益特性,讨论了光波导侧蚀对放大器净增益的影响。

光通信用Er^(3+)∶Yb^(3+)共掺玻璃波导放大器

介绍了 Er3 +∶ Yb3 +共掺玻璃波导放大器 (EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限 ,同时还介绍了多种基于 EDWA的集成放大器件以及它们在城域网 /接入网、CATV等光通信领域的应用 .

Er^(3+):Yb^(3+)共掺玻璃波导放大器及其应用

介绍了Er3+:Yb3+共掺玻璃波导放大器(EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限,同时还介绍了多种基于EDWA的集成放大器件以及它们在城域网/接入网、CATV等光通信领域的应用。

掺铒聚合物光波导放大器的数值分析

针对掺铒聚合物光波导放大器(EDWA),提出了一种基于Douglas离散格式改进的有限差光束传播法(FD-BPM)的数值计算方法。对每一传输步长结合多能级速率方程计算出EDWA中光场传输强度分布,及掺铒光波导放大器的增益传输特性。设计并研究了掺铒聚合物通道波导和Y形分束器的放大增益特性。在掺铒聚合物直波导中,Er3+浓度为9.0×1025ions·m-3,输入信号和泵浦光功率分别为1μW和2mW,其增益为1.6dB/cm;在掺铒聚合物Y形分束器中,输出信号光分束比相等,并能实现无损耗分束。

980nm波段泵浦的掺铒硅酸盐玻璃光波导放大器的增益特性

在忽略放大自发辐射 (ASE)的情况下 ,考虑羟基和上转过程的影响 ,研究了 980nm波段泵浦的铒离子注入硅酸盐光波导放大器的增益特性。详细讨论了羟基、上转过程、铒掺杂浓度和泵浦功率对增益的影响。数值计算结果表明 。

一种掺铒光波导放大器的频谱数值分析方法

提出了一种基于Douglas离散格式的有限差光束传播法的数值计算方法.采用该方法对实验中所获得的吸收光谱和激发光谱进行Lorentzian叠加拟合,并结合多能级速率方程计算出掺铒光波导放大器(EDWA)中光的场传输强度分布,从而得到掺铒光波导放大器的增益和吸收频谱特性.数值分析结果表明,选用泵浦光波长为980nm的泵浦光源比1480nm的可以获得更大的泵浦效率,同时合理增加EDWA的泵浦长度和掺杂离子数密度可以获得更大的信号增益.由于考虑了协同上转换和交叉弛豫效应,该算法能够对高掺杂的EDWA进行较宽频谱的分析.

光通信用Er^(3+)∶Yb^(3+)共掺玻璃波导放大器

介绍了 Er3 +∶ Yb3 +共掺玻璃波导放大器 ( EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限 ,同时还介绍了多种基于 EDWA的集成放大器件以及它们在城域网 /接入网。

掺铒聚合物光波导放大器的制备与测试

研究掺铒有机聚合物材料Er(DBM)3Phen/PMMA-GMA的光学性质,并测试了该聚合物的吸收光谱和折射率等参数,通过光刻结合反应离子刻蚀技术,利用该材料制备了掺铒聚合物光波导放大器.采用光纤与波导放大器的直接端面耦合方法测试了光波导放大器的特性,结果表明,当输入信号功率为0.2 mW,抽运功率为150 mW时,在1.24 cm长的器件上获得了0.9 dB的相对增益.

前后双泵铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器增益特性

在铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器系统的速率方程和传输方程中,考虑上转换效应,并引入描述波导中信号光和泵浦光光场相互作用的重叠因子,以此讨论前后双泵结构与单前泵结构中,Er/Yb共掺比、泵浦光和信号光功率、泵浦光模数等因素对信号光增益的影响,并得到信号光增益光谱和放大自发辐射光光谱。模拟结果表明,与单前向泵浦相比,相同功率条件下,前后双向泵浦中,泵浦功率密度低且均匀分布,上转换效应被有效抑制,1532nm处信号光增益增大约2dB/cm,放大自发辐射光总功率提高。前后双向泵浦同样可以减弱多模泵浦光对增益的负面影响。数值模拟结果与实验值基本一致。

掺铒纳米晶与聚合物键合比例对光波导放大器增益性质的影响

将掺铒纳米晶与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体共聚获得的复合聚合物可用作聚合物光波导放大器的增益介质。器件的增益性能与复合聚合物中的纳米粒子浓度密切相关。本文利用高温热分解法成功制备了尺寸均匀的β-NaLu_(50%)Y_(30%)F_(4)∶18%Yb^(3+),2%Er^(3+)纳米晶。纳米晶尺寸约16 nm,表面修饰有不饱和基团,因此可以与MMA共聚合得到纳米粒子-聚甲基丙烯酸甲酯(NPs-PMMA)纳米复合材料。通过将纳米粒子的掺杂浓度分别调整为0.1,0.15,0.25 mmol,制备了三组不同键合比例的复合聚合物。下转换发射光谱和透过光谱测试分析表明,随着键合的纳米晶浓度升高,复合聚合物发光强度逐渐提高,但近红外区的光透过率略微下降。使用这三组复合聚合物材料制备的倒脊型光波导放大器,在1550 nm处,器件的相对增益分别为3,3.46,5.61 dB,插入损耗分别为19.20,25.00,26.53 dB。该结果说明,虽然高掺杂浓度的稀土纳米晶造成了散射损耗增加,却有效地提高了增益介质在C波段的发光强度和器件的相对增益。在本文实验中,增加纳米晶浓度带来的增益提高优于散射损耗的增加。

1.55μm光波导放大器最新进展

文中对工作于1.55μm波段的光波导放大器的一些新的制作技术、材料、结构进行了综述。

条形掺Er^(3+)波导光放大器的理论分析

通过求解传输-速率方程的方法对条形掺Er^(3+)波导放大器(EDWA)的特性进行了理论分析,包括特定折射率光波导中的信号光和泵浦光模场分布及EDWA的增益特性。