應用于S波段的W型摻鉺光纖的理論與實驗研究.pdf

1、隨著信息化時代的到來，不斷增長的互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務促使光纖通信系統(tǒng)朝著大容量、高速率和長距離的方向發(fā)展。開辟新的傳輸窗口是擴容的有效手段，所以開發(fā)與C波段鄰近的S波段有源器件成為研究熱點。而作為一種雙包層光纖，W型光纖特殊的波導性質(zhì)可將EDF的增益帶寬移至S波段，是實現(xiàn)S波段有源器件的一種優(yōu)化方案。因此本文在自然科學基金"Er/Yb共摻W型光纖及S波段光子器件的研究”支持下開展了對W型光纖傳輸理論和在S波段應用的研究。主要內(nèi)容包括以下

2、幾個方面：
　　 1.W型光纖傳輸特性的理論研究
　　 從光纖中的麥克斯韋方程組，推導出W型光纖中的亥姆霍茲方程，求解該方程得到了滿足邊界條件的特征方程。通過數(shù)值求解該特征方程，研究了W型光纖的基模截止特性。得到了基模截止頻率隨W型光纖內(nèi)包層折射率寬度S和深度尺的變化規(guī)律。
　　 2.應用于S波段的W型光纖的設計與傳輸特性研究
　　 在最大消除光纖參數(shù)誤差對截止波長影響的基礎上優(yōu)化設計了一種基模截止波長位

3、于1530nm，應用于S波段的W型光纖。分析了該光纖參數(shù)誤差對基模截止波長的影響，發(fā)現(xiàn)截止波長對纖芯和內(nèi)包層折射率以及纖芯半徑的變化非常敏感。
　　 理論分析了該W型光纖中基模的傳輸情況，并據(jù)此繪制了模場分布函數(shù)曲線。模場分布曲線表明低折射率內(nèi)包層的引入使光纖中模式傳輸?shù)乃淼佬蟠蠹訌?，造成了長于截止波長的光波的基模穿透外包層向外層空間輻射，形成了W型光纖基模截止的傳輸特性。
　　 利用光纖模擬計算軟件Optifibe

4、r理論分析了W型光纖的彎曲損耗。計算結(jié)果表明W型光纖中長波長的宏彎損耗要遠大于短波長的宏彎損耗。這種性質(zhì)可用來修正基模截止波長向長波方向的漂移。
　　 3.S波段摻鉺光纖激光器的實驗研究
　　 構(gòu)建了一種雙波長可轉(zhuǎn)換輸出環(huán)形腔摻鉺光纖激光器。得到了1488.9nm和1533.9nm激光。通過改變摻鉺光纖的線圈寬度，實現(xiàn)了兩激光的可轉(zhuǎn)換輸出。
　　 構(gòu)建了一個波長可調(diào)諧環(huán)形腔摻鉺光纖激光器。采用980nmLD后向泵