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相似文献
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1.
掺铒玻璃波导放大器中抽运光信号光重叠因子分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过分析掺铒(Er3 )玻璃波导放大器(EDWA)的放大增益机理,提出抽运光与信号光光模场分布之间的归一化重叠积分因子(Γ),并引入到掺铒波导放大器增益模拟计算中,使理论模型更切合实际。以Ag -Na 二次离子交换工艺制作的具有埋入型渐变折射率分布的掺铒波导放大器为例,采用数值方法模拟了条形波导截面上的二维折射率分布及抽运光、信号光的光模场分布。计算了不同工艺参量设置下的Γ大小,讨论Γ对放大器增益的影响。结果显示,在二次离子交换制作过程中设置适当工艺参量优化折射率分布,能有效改善波导中抽运光与信号光光模场分布之间的重叠因子,提高掺铒波导放大器的增益。计算结果显示,在一定条件下,Γ从0.5增至0.8,每厘米长度掺铒波导放大器的放大增益可提高近1.5 dB。  相似文献   

2.
邵公望  金国良  戴亚军 《物理学报》2009,58(4):2488-2494
在掺铒玻璃波导放大器(EDWA)的三能级速率-传输方程中,考虑两次离子交换工艺中波导掩模窗口宽度w不同所导致的抽运光、信号光模场与光强分布的不同,讨论不同w对EDWA增益特性的影响,得到光强分布的数值解.引入描述波导中抽运光和信号光的归一化光强重叠因子,对EDWA的传统近似解提出修正,得到了修正解,使其更加接近光强分布的数值解.模拟结果表明,在条波导长度为4 cm、抽运光波长为980 nm、功率为80 mW、信号光波长为1534 nm、功率为-10 dBm条件下,不同w所导致EDWA的增益差别可达297 dB.修正解的结果比传统近似解更加接近光强分布的数值解.修正解对于EDWA的理论研究、器件设计具有指导作用. 关键词: 集成光学 掺铒玻璃波导放大器 重叠积分因子 增益  相似文献   

3.
掺铒光波导放大器的速率方程分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
用重合积分的方法 ,分析了描述掺铒光波导放大器 (EDWA)的速率方程 ,得到了 980nm波段抽运的掺铒光波导放大器增益的隐式解析解 ,在此基础上得到了抽运阈值功率的解析表达式。计算了掺铒平面光波导放大器中的光场与铒掺杂浓度分布的重叠因子。讨论了铒掺杂浓度对抽运阈值功率的影响及抽运功率对增益的影响。  相似文献   

4.
掺铒光波导入大器的速率方程分析   总被引:2,自引:2,他引:0  
用重合积分的方法,分析了描述掺铒光波导放大器(EDWA)的速率方程,得到了980nm波段抽运的掺铒光波导放大器增益的隐式解析解,在此基础上得到了抽运阈值功率的解析表达式。计算了掺铒平面光波导放大器中的光场与铒掺杂浓度分布的重叠因子。讨论了铒掺杂浓度对抽运阈值功率的影响及轴运功率对增益的影响。  相似文献   

5.
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%.  相似文献   

6.
阶跃掺杂Er∶Al2O3光波导放大器增益特性数值模拟   总被引:2,自引:2,他引:0  
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%.  相似文献   

7.
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%.  相似文献   

8.
提出一种通过非均匀掺铒方法提高光波导放大器增益和抽运效率的优化设计方案,并在有限 元法基础上构建了光波导放大器模型.计算中考虑到合作上转换、交叉弛豫和激发态吸收等 效应. 利用自适应法求解了两种铒离子浓度分布方案,分别使脊形光波导放大器增益在固定 长度和增益最大值有1027%和565%的提高. 计算结果与级联掺铒玻璃样品的实验结果相 符合. 关键词: 掺铒光波导放大器 非均匀掺杂 增益特性 自适应算法  相似文献   

9.
脊形掺铒Al2O3光波导放大器级联特性的模拟计算   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用有限元法分析了脊形掺铒Al2O3光波导放大器内信号光和抽运光的场模式分布、速率方程求解铒离子五能级系统的粒子数分布.数值模拟了光波导净增益与信号光功率的关系和多个放大器级联的净增益特性.结果表明:级联系统存在着净增益亏损.低掺铒浓度的光波导作前级放大器的组合方式,级联系统总净增益最大.  相似文献   

10.
从信号光及泵浦光在波导内的模式分布出发,提出了一种新的重迭因子的分析方法,对1 480 nm波段泵浦的掺饵光波导放大器(EDWA)进行了研究。探讨了光波导截面面积对EDWA增益的影响,得出了波导获得最大增益的波导截面面积范  相似文献   

11.
Yu  Zhong  Gao  Lumei  Wei  Wei  Hou  Xun 《Optical and Quantum Electronics》2004,36(4):321-330
An efficient analysis method for erbium-doped optical waveguide amplifiers (EDWA) is presented. By solving the rate equation, the propagation in EDWA is stimulated using the finite difference beam propagation method (FD-BPM). The dependence of the gain of EDWA is investigated on the waveguide length, erbium concentration, and signal and pump power. The analysis shows that considerable gain levels, 3.35 dB/cm can be achieved in 10 cm-long EDWA with an erbium concentration of 2.0 × 1026 ions/m3, signal power 1 W and pump power 100 mW at 980 nm.  相似文献   

12.
邵公望  金国良 《中国物理 B》2009,18(3):1096-1104
A general numerical tool,based on thermal diffusion equation and full-vectorial eigen-mode equation,has been presented for the systematic analysis of graded index channel waveguide fabricated by ion exchange on Er3+ doped glass.Finite difference method with full-vectorial formulation(FV-FDM) is applied to solving the full-vectorial modes of graded index channel waveguide for the first time.The coupled difference equations based on magnetic fields in FV-FDM are derived from the Taylor series expansion and accurate formulation of boundary conditions.Hybrid nature of vectorial guided modes for both pump(980 nm) and signal light(1550 nm) are demonstrated by the simulation.Results show that the fabrication parameters of ion exchange,such as channel opening width and time ratio of second step to first step in ion exchange,have large influence on the properties of waveguide.By optimizing the fabrication parameters,maintenance of monomode for signal light and improvement of the gain dynamics can be achieved in Er3+ doped waveguide amplifier(EDWA) fabricated by ion exchange technique.This theoretical model is significant for the design and fabrication of EDWA with ion exchange technique.Furthermore,a single polarization EDWA,which operates at wavelength from 1528 nm to 1541 nm for HE polarization,is numerically designed.  相似文献   

13.
掺铒磷酸盐玻璃波导放大器的特性研究   总被引:10,自引:6,他引:4  
研究了掺铒磷酸盐玻璃波导放大器的特性。利用重叠因子将980nm光抽运的掺铒玻璃波导放大器四能级模型的速率-传输方程进行化简,在考虑上转换效应和放大自发发射的情况下.利用数值模拟的方法,得到了掺铒玻璃波导放大器的增益与Er^3 离子浓度、抽运功率、波导长度等参量之间的关系曲线;同时模拟出放大自发发射曲线并与实验测量结果进行比较。结果表明在考虑上转换效应和放大自发发射的情况下,理论结果和实验测量结果是一致的。同时看到,选择合适的铒离子浓度是制作掺铒玻璃波导放大器的关键;并且为了全面发挥掺铒玻璃波导放大器的性能,需要抽运功率、波导长度等各个参量配合起来。  相似文献   

14.
采用微乳液法制备了LaF3:Er,Yb纳米颗粒,在有机-无机杂化材料中有良好的溶解性,掺杂质量比可达到50%。通过TEM观察到纳米颗粒的粒径为6~10 nm;XRD的测试结果表明材料中形成了LaF3六方晶体结构;荧光发射谱的测试表明纳米颗粒的荧光半峰全宽为79 nm;通过时间相关单光子计数法测得铒离子4I13/2能级的寿命为100μs。结合半导体工艺,制备了嵌入条形结构的平面光波导放大器,在信号光(1 550nm)功率为0.2 mW,泵浦光(980 nm)功率为188 mW的条件下,在1.9 cm的样品上得到了3.2 dB的相对增益;同时分析了散射损耗随颗粒大小的变化关系。  相似文献   

15.
In this paper, we propose and demonstrate a simple erbium amplifier module based on an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) and an erbium-doped waveguide amplifier (EDWA) in serial, having gain-flatted (GF) and gain-clamped (GC) functions simultaneously. In first proposed GF amplifier scheme, the maximum gain variation of 2.5 dB can be observed in the effective range of 1528 to 1562 nm and the entire gains are above 35 dB with the input signal power of ?30 dBm. Hence, we investigate second scheme by optical feedback method in the proposed fiber amplifier achieving gain-flattened (GF) and gain-clamped (GC) efficiencies simultaneously. Thus, the maximum gain variations of ±0.8 and ±1.8 dB can be obtained in the operating range of 1530 to 1564 nm, when the input signal powers are ?16 and ?40 dBm, respectively. Moreover, the dynamic gain profile can be adjusted and dynamic input power range is also measured based on the proposed GF and GC fiber amplifier.  相似文献   

16.
Starting with evolution equation of signal optical power in an Er-doped channel waveguide, rigorous theoretical expressions used for correct determination of net gain from signal enhancement measured by using pump-on/off method are derived. These expressions allow to clarify the argument on relationships between net gain, internal gain and signal enhancement in some earlier literatures. Physical implications of net gain, internal gain and signal enhancement expressions are analyzed. Standardized definitions for the three physical quantities are proposed. The definition for net gain is proposed on the basis of practical application of an EDWA in optical fiber communication and the definitions for the latter two are suggested based on the physical implication analysis of their expressions.  相似文献   

17.
Silicate and phosphate glass waveguide amplifiers doped with Er3+, and co-doped with Er3+/Yb3+ are theoretically studied. Configurations for core and core–cladding doped waveguide amplifiers are considered. It is shown that gain in the core–cladding doped amplifiers is considerably higher than core doped amplifiers. It is also shown that with input signal power up to 1 and 200mW pump power, a 12.5dB gain can be achieved in a 3cm long waveguide amplifier, with a noise figure of 3dB.  相似文献   

18.
采用油酸修饰的铒镱共掺氟化镧纳米颗粒掺杂的有机-无机杂化材料做为光波导放大器的有源层,同时采用光学性质良好的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物制作光波导的上下包层,首先说明了芯层材料不能刻蚀制备传统矩形波导的原因,其次设计了一种倒脊结构的平面光波导放大器,并采用蒸镀铝掩膜、紫外光刻和反应离子刻蚀等工艺,制备出放大器的样品,同时对样品端面进行了化学机械抛光处理,在信号光(1 550 nm)功率为1 mW的条件下,在1.9 cm长度的波导上获得了3.2 dB的相对增益.  相似文献   

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