高增益、寬帶的集成光波導(dǎo)放大器的研究.pdf

1、該文首先在理論上分析了集成光波導(dǎo)放大器獲得增益的原理,在波長為980nm泵浦光作為泵浦源的條件下,通過解析速率方程和傳輸方程,對集成光波導(dǎo)放大器的增益特性進(jìn)行了分析,隨后在此基礎(chǔ)上提出了獲得最大增益的最佳波導(dǎo)長度、最佳波導(dǎo)截面面積、最佳泵浦功率等優(yōu)化方案,最后引出了Er<'3+>/Yb<'3+>共摻光波導(dǎo)放大器,分析了其增益特性,指出了Er<'3+>/Yb<'3+>共摻技術(shù)是高增益集成光波導(dǎo)放大器的發(fā)展方向.集成光波導(dǎo)放大器要廣泛運用于

2、通信系統(tǒng),必要條件就是提供足夠大的增益帶寬.該文首先以新型材料為基礎(chǔ),提出了幾種可獲得寬帶特性的光波導(dǎo)放大器基質(zhì);然后進(jìn)行了采用長周期光柵(LPG)來實現(xiàn)寬帶光波導(dǎo)放大器的理論研究及實驗?zāi)M;最后類比現(xiàn)在已經(jīng)較成熟的摻鉺光纖放大器,列舉了若干適用于光波導(dǎo)放大器的寬帶通信的實例.光纖與波導(dǎo)的低損耗耦合是關(guān)系到光波導(dǎo)放大器成品增益特性的一個重要方面,該文采用了優(yōu)化的掩模工藝制作硅Ⅴ型槽;采用正裝耦合、紫外膠固化實現(xiàn)光纖與波導(dǎo)的固定;采用模場

3、分析法討論了獲得最小耦合損耗的條件;最后通過實驗實現(xiàn)了光纖與波導(dǎo)的低損耗耦合.采用了離子交換的方法在Er<'3+>/Yb<'3+>共摻磷酸鹽玻璃基質(zhì)上制作出了平面波導(dǎo),用光刻技術(shù)制作出了溝道波導(dǎo);利用m線技術(shù)得到了632.8nm波長的激光在離子交換平面光波導(dǎo)中傳播的模折射率;得到了632.8nm波長光通過離子交換溝道波導(dǎo)后的近場圖.根據(jù)實驗測得的模折射率,用反WKB方法求出了離子交換平面波導(dǎo)中折射率的橫向分布.最后搭建了光波導(dǎo)放大器實驗