光学工程专业优秀论文光学工程专业优秀论文 掺铒超荧光光纤光源的研究掺铒超荧光光纤光源的研究关键词：激光器关键词：激光器 放大自发辐射放大自发辐射 掺铒光纤掺铒光纤 数值模拟数值模拟 宽谱光源宽谱光源摘要：本论文对掺铒超荧光光纤宽带光源进行了详细的研究。此光源具有高输 出功率、宽输出光谱和良好的波长稳定性等优点而被广泛应用于光纤陀螺、光 纤传感、光纤通信及波分复用(WDM)系统中，加之本实验室中也需要宽带光源来 作为光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器的解调光源，因此需要对这种优良的 光源进行详细的理论和实验研究。 课题的主要内容是对掺铒超荧光光纤光源 的几种不同结构进行了数值模拟和实验研究。通过对掺铒光纤在 980nm 半导体 激光器的泵浦下的速率方程和传输方程的推导，建立了相对简单的数值模型， 并利用打靶法、四阶 Rounge-Kutta 法和改进的 Newton 法等数值方法对不同光 源结构进行了数值模拟。通过对单程和双程结构超荧光光纤光源的模拟结果和 实验结果的比较，本文所用的模拟方法完全可以将光源的输出特性表达出来。 在单程结构中，前向输出功率存在一个最佳铒纤长度使得功率值最大，后向输 出光谱具有不依赖铒纤长度的特性；在双程结构中，双程后向具有很高的输出 功率，原因是光纤反射镜的引入使得铒纤自发辐射光被重复利用；双程前向结 构是产生 L 波段的基本结构，利用 C 波段自发辐射光作为二次泵浦可以使得输 出光谱向长波长方向漂移。这些特性均可用本模拟方法表现出来。 本文开始 介绍了 ESFS 的优点、以往研究的历史以及目前应用的状况。对单程结构和双程 结构中的发光特性进行了理论模拟，并与相应结构的实验结果进行比较，发现 与实验结果虽然在数值上略有差别，但是模拟结果完全可以表达实验的变化趋 势。最后，我们在模拟结果的基础上，制作了双级双程结构的宽带超荧光光源， 分析了掺铒光纤浓度、掺铒光纤长度和泵浦功率对其输出光谱的影响，得到了 输出谱宽为 68nm、输出功率为 9.2mW 的 C+L 波段宽谱光源。此光源在本实验室 的光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器中均得到了很好的利用。正文内容正文内容本论文对掺铒超荧光光纤宽带光源进行了详细的研究。此光源具有高输出 功率、宽输出光谱和良好的波长稳定性等优点而被广泛应用于光纤陀螺、光纤 传感、光纤通信及波分复用(WDM)系统中，加之本实验室中也需要宽带光源来作 为光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器的解调光源，因此需要对这种优良的光 源进行详细的理论和实验研究。 课题的主要内容是对掺铒超荧光光纤光源的 几种不同结构进行了数值模拟和实验研究。通过对掺铒光纤在 980nm 半导体激 光器的泵浦下的速率方程和传输方程的推导，建立了相对简单的数值模型，并 利用打靶法、四阶 Rounge-Kutta 法和改进的 Newton 法等数值方法对不同光源 结构进行了数值模拟。通过对单程和双程结构超荧光光纤光源的模拟结果和实 验结果的比较，本文所用的模拟方法完全可以将光源的输出特性表达出来。在 单程结构中，前向输出功率存在一个最佳铒纤长度使得功率值最大，后向输出 光谱具有不依赖铒纤长度的特性；在双程结构中，双程后向具有很高的输出功 率，原因是光纤反射镜的引入使得铒纤自发辐射光被重复利用；双程前向结构 是产生 L 波段的基本结构，利用 C 波段自发辐射光作为二次泵浦可以使得输出 光谱向长波长方向漂移。这些特性均可用本模拟方法表现出来。 本文开始介 绍了 ESFS 的优点、以往研究的历史以及目前应用的状况。对单程结构和双程结 构中的发光特性进行了理论模拟，并与相应结构的实验结果进行比较，发现与 实验结果虽然在数值上略有差别，但是模拟结果完全可以表达实验的变化趋势。 最后，我们在模拟结果的基础上，制作了双级双程结构的宽带超荧光光源，分 析了掺铒光纤浓度、掺铒光纤长度和泵浦功率对其输出光谱的影响，得到了输 出谱宽为 68nm、输出功率为 9.2mW 的 C+L 波段宽谱光源。此光源在本实验室的 光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器中均得到了很好的利用。 本论文对掺铒超荧光光纤宽带光源进行了详细的研究。此光源具有高输出功率、 宽输出光谱和良好的波长稳定性等优点而被广泛应用于光纤陀螺、光纤传感、 光纤通信及波分复用(WDM)系统中，加之本实验室中也需要宽带光源来作为光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器的解调光源，因此需要对这种优良的光源进行 详细的理论和实验研究。 课题的主要内容是对掺铒超荧光光纤光源的几种不 同结构进行了数值模拟和实验研究。通过对掺铒光纤在 980nm 半导体激光器的 泵浦下的速率方程和传输方程的推导，建立了相对简单的数值模型，并利用打 靶法、四阶 Rounge-Kutta 法和改进的 Newton 法等数值方法对不同光源结构进 行了数值模拟。通过对单程和双程结构超荧光光纤光源的模拟结果和实验结果 的比较，本文所用的模拟方法完全可以将光源的输出特性表达出来。在单程结 构中，前向输出功率存在一个最佳铒纤长度使得功率值最大，后向输出光谱具 有不依赖铒纤长度的特性；在双程结构中，双程后向具有很高的输出功率，原 因是光纤反射镜的引入使得铒纤自发辐射光被重复利用；双程前向结构是产生 L 波段的基本结构，利用 C 波段自发辐射光作为二次泵浦可以使得输出光谱向 长波长方向漂移。这些特性均可用本模拟方法表现出来。 本文开始介绍了 ESFS 的优点、以往研究的历史以及目前应用的状况。对单程结构和双程结构中 的发光特性进行了理论模拟，并与相应结构的实验结果进行比较，发现与实验 结果虽然在数值上略有差别，但是模拟结果完全可以表达实验的变化趋势。最 后，我们在模拟结果的基础上，制作了双级双程结构的宽带超荧光光源，分析 了掺铒光纤浓度、掺铒光纤长度和泵浦功率对其输出光谱的影响，得到了输出谱宽为 68nm、输出功率为 9.2mW 的 C+L 波段宽谱光源。此光源在本实验室的光 纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器中均得到了很好的利用。 本论文对掺铒超荧光光纤宽带光源进行了详细的研究。此光源具有高输出功率、 宽输出光谱和良好的波长稳定性等优点而被广泛应用于光纤陀螺、光纤传感、 光纤通信及波分复用(WDM)系统中，加之本实验室中也需要宽带光源来作为光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器的解调光源，因此需要对这种优良的光源进行 详细的理论和实验研究。 课题的主要内容是对掺铒超荧光光纤光源的几种不 同结构进行了数值模拟和实验研究。通过对掺铒光纤在 980nm 半导体激光器的 泵浦下的速率方程和传输方程的推导，建立了相对简单的数值模型，并利用打 靶法、四阶 Rounge-Kutta 法和改进的 Newton 法等数值方法对不同光源结构进 行了数值模拟。通过对单程和双程结构超荧光光纤光源的模拟结果和实验结果 的比较，本文所用的模拟方法完全可以将光源的输出特性表达出来。在单程结 构中，前向输出功率存在一个最佳铒纤长度使得功率值最大，后向输出光谱具 有不依赖铒纤长度的特性；在双程结构中，双程后向具有很高的输出功率，原 因是光纤反射镜的引入使得铒纤自发辐射光被重复利用；双程前向结构是产生 L 波段的基本结构，利用 C 波段自发辐射光作为二次泵浦可以使得输出光谱向 长波长方向漂移。这些特性均可用本模拟方法表现出来。 本文开始介绍了 ESFS 的优点、以往研究的历史以及目前应用的状况。对单程结构和双程结构中 的发光特性进行了理论模拟，并与相应结构的实验结果进行比较，发现与实验 结果虽然在数值上略有差别，但是模拟结果完全可以表达实验的变化趋势。最 后，我们在模拟结果的基础上，制作了双级双程结构的宽带超荧光光源，分析 了掺铒光纤浓度、掺铒光纤长度和泵浦功率对其输出光谱的影响，得到了输出 谱宽为 68nm、输出功率为 9.2mW 的 C+L 波段宽谱光源。此光源在本实验室的光 纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器中均得到了很好的利用。 本论文对掺铒超荧光光纤宽带光源进行了详细的研究。此光源具有高输出功率、 宽输出光谱和良好的波长稳定性等优点而被广泛应用于光纤陀螺、光纤传感、 光纤通信及波分复用(WDM)系统中，加之本实验室中也需要宽带光源来作为光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器的解调光源，因此需要对这种优良的光源进行 详细的理论和实验研究。 课题的主要内容是对掺铒超荧光光纤光源的几种不 同结构进行了数值模拟和实验研究。通过对掺铒光纤在 980nm 半导体激光器的 泵浦下的速率方程和传输方程的推导，建立了相对简单的数值模型，并利用打 靶法、四阶 Rounge-Kutta 法和改进的 Newton 法等数值方法对不同光源结构进 行了数值模拟。通过对单程和双程结构超荧光光纤光源的模拟结果和实验结果 的比较，本文所用的模拟方法完全可以将光源的输出特性表达出来。在单程结 构中，前向输出功率存在一个最佳铒纤长度使得功率值最大，后向输出光谱具 有不依赖铒纤长度的特性；在双程结构中，双程后向具有很高的输出功率，原 因是光纤反射镜的引入使得铒纤自发辐射光被重复利用；双程前向结构是产生 L 波段的基本结构，利用 C 波段自发辐射光作为二次泵浦可以使得输出光谱向 长波长方向漂移。这些特性均可用本模拟方法表现出来。 本文开始介绍了 ESFS 的优点、以往研究的历史以及目前应用的状况。对单程结构和双程结构中 的发光特性进行了理论模拟，并与相应结构的实验结果进行比较，发现与实验 结果虽然在数值上略有差别，但是模拟结果完全可以表达实验的变化趋势。最 后，我们在模拟结果的基础上，制作了双级双程结构的宽带超荧光光源，分析 了掺铒光纤浓度、掺铒光纤长度和泵浦功率对其输出光谱的影响，得到了输出谱宽为 68nm、输出功率为 9.2mW 的 C+L 波段宽谱光源。此光源在本实验室的光 纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器中均得到了很好的利用。 本论文对掺铒超荧光光纤宽带光源进行了详细的研究。此光源具有高输出功率、 宽输出光谱和良好的波长稳定性等优点而被广泛应用于光纤陀螺、光纤传感、 光纤通信及波分复用(WDM)系统中，加之本实验室中也需要宽带光源来作为光纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器的解调光源，因此需要对这种优良的光源进行 详细的理论和实验研究。 课题的主要内容是对掺铒超荧光光纤光源的几种不 同结构进行了数值模拟和实验研究。通过对掺铒光纤在 980nm 半导体激光器的 泵浦下的速率方程和传输方程的推导，建立了相对简单的数值模型，并利用打 靶法、四阶 Rounge-Kutta 法和改进的 Newton 法等数值方法对不同光源结构进 行了数值模拟。通过对单程和双程结构超荧光光纤光源的模拟结果和实验结果 的比较，本文所用的模拟方法完全可以将光源的输出特性表达出来。在单程结 构中，前向输出功率存在一个最佳铒纤长度使得功率值最大，后向输出光谱具 有不依赖铒纤长度的特性；在双程结构中，双程后向具有很高的输出功率，原 因是光纤反射镜的引入使得铒纤自发辐射光被重复利用；双程前向结构是产生 L 波段的基本结构，利用 C 波段自发辐射光作为二次泵浦可以使得输出光谱向 长波长方向漂移。这些特性均可用本模拟方法表现出来。 本文开始介绍了 ESFS 的优点、以往研究的历史以及目前应用的状况。对单程结构和双程结构中 的发光特性进行了理论模拟，并与相应结构的实验结果进行比较，发现与实验 结果虽然在数值上略有差别，但是模拟结果完全可以表达实验的变化趋势。最 后，我们在模拟结果的基础上，制作了双级双程结构的宽带超荧光光源，分析 了掺铒光纤浓度、掺铒光纤长度和泵浦功率对其输出光谱的影响，得到了输出 谱宽为 68nm、输出功率为 9.2mW 的 C+L 波段宽谱光源。此光源在本实验室的光 纤 F-P 腔传感器和光纤光栅传感器中均得到了很好的利用。 本论文对掺铒超荧光光纤宽带光源进行了详细的研究。此光源具有高输出功率、 宽输出光谱和良好