一、980nm和1 480nm泵浦L波段EDFA的优化设计（论文文献综述）
赵志鹏[1]（2021）在《Er3+、Ho3+掺杂氟碲酸盐光纤的制备及宽带光纤放大器研究》文中研究表明随着移动互联网、物联网、云计算、高清视频等的飞速发展,全世界网络数据流量急剧增长。但是,对于现有基于波分复用技术的单模光纤传输系统,其工作波段主要为C波段（1530～1565 nm）,由于受到放大的噪声和克尔非线性效应等的影响,其传输容量的持续增长变得困难。因此,光纤传输容量的增长乏力与网络数据流量急剧增长之间的矛盾将导致“容量危机”问题。宽波段光纤传输技术是解决上述问题的有效方案。例如:将单模光纤传输系统的工作波段从目前的C波段拓展至L波段（1565～1625 nm）,乃至更宽波段,可将传输容量提升数倍以上。宽带光放大技术是实现宽波段光纤传输系统的核心技术。与商用掺铒石英光纤放大器相比,掺铒碲酸盐玻璃具有更宽、更大的受激发射截面,有望用于实现宽波段光纤放大器。在我们之前的研究工作中,利用掺铒碲酸盐光纤作为增益介质搭建了宽带光纤放大器,实现了工作带宽为113 nm（1524～1637 nm）的宽带光放大,但其增益值偏低,且增益光纤的热机械稳定性有待提高。针对上述问题,作者在攻读博士学位期间围绕高热机械稳定性、低损耗稀土掺杂碲酸盐玻璃光纤设计与制备,以及宽带光纤放大器及激光器等开展研究工作,取得主要创新出成果如下:1、设计并制备出具有高热机械稳定性的低损耗掺铒氟碲酸盐玻璃光纤。实验中,采用熔融-冷却法制备出具有高化学、热和机械稳定性的掺铒氟碲酸盐玻璃,进一步利用其作为基质材料,通过优化光纤制备工艺参数并结合精密加工技术,研制出一系列掺铒氟碲酸盐玻璃光纤,铒离子掺杂浓度为～4000 ppm,光纤损耗为～0.5 d B/m@1980 nm。2、利用上述掺铒氟碲酸盐玻璃光纤作为增益介质,研制出增益值大于18 d B、波长范围覆盖1560～1618 nm的宽带光纤放大器。实验中,利用芯径为7μm的2.1米长掺铒氟碲酸盐玻璃光纤作为增益介质,利用工作波长为1480 nm的拉曼光纤激光器作为泵浦源,搭建出宽带掺铒光纤放大器。当泵浦光功率为800 m W、信号光功率为0 d Bm时,获得了增益大于18 d B、工作波长范围覆盖1560～1618nm的宽带光放大。进一步利用C波段辅助泵浦技术,将放大器最大增益值提升3.2 d B。上述研究结果表明,该掺铒氟碲酸盐玻璃光纤可以研制宽带光纤放大器。3、设计制备出铒铈共掺氟碲酸盐玻璃光纤,并利用其作为增益介质,研制出增益大于18 d B、工作波长范围覆盖1559～1620 nm的宽带光纤放大器。实验中发现通过引入适量铈离子,不仅可以增强铒离子掺杂氟碲酸盐玻璃的～1.5μm发光,还可拓宽发射光谱带宽。基于此,设计并制备出一系列铒铈共掺氟碲酸盐玻璃光纤,进一步利用2.8米长铒铈共掺氟碲酸盐玻璃光纤作为增益介质,利用工作波长为1480 nm的拉曼光纤激光器作为泵浦源,搭建出宽带铒铈共掺光纤放大器。当泵浦光功率为500 m W、信号光功率为0 d Bm时,获得了增益大于18 d B、工作波长范围覆盖1559～1620 nm的宽带光放大,相比于单掺铒氟碲酸盐玻璃光纤放大器,其工作带宽拓展了～3 nm。4、设计制备出掺钬氟碲酸盐玻璃光纤,并利用其作为增益介质搭建激光器,首次在掺钬氟碲酸盐玻璃光纤激光器中实现了十瓦量级的～2.1μm激光输出。实验中,利用30厘米长掺钬氟碲酸盐玻璃光纤作为增益介质,利用工作波长位于1980 nm的激光器作为泵浦源,搭建光纤激光器。当泵浦功率为10.56 W时,获得了最大未饱和输出功率为8.08W的～2.1μm光纤激光输出,相应的斜效率为77.21%。上述研究结果表明,掺钬氟碲酸盐玻璃光纤可用于研制高效率～2.1μm波段激光器和宽带放大器。
韦达[2]（2021）在《新型无源复合谐振腔滤波的窄线宽波长扫描光纤激光器研究》文中认为随着激光技术的逐渐发展与成熟,光纤激光器被广泛应用于光通信、高精度测量、原子钟、基础物理量测量等领域,而波长扫描光纤激光器在光纤传感、生物医学以及光谱学等领域尤其具有重要的应用价值。目前,波长扫描光纤激光器的研究发展方向主要集中在扫描速度、扫描范围、输出功率和瞬时线宽等性能的不断提升方面。本文对新型无源复合谐振腔滤波器及其波长扫描光纤激光器应用展开工作,主要创新点和研究内容如下:1、针对各种复杂结构复合谐振腔滤波器,提出一种基于光路传输分析的矩阵解法,用节点和传输光路的形式简化了滤波器结构分析过程,使用矩阵解法可以在不推导解析解的情况下直接数值解得复合谐振腔滤波器的滤波光谱,极大地降低了其分析和仿真难度。例举并分析了几种复杂结构复合谐振腔滤波器,给出了仿真分析方法和滤波光谱,发现双耦合器环级联复合谐振腔（Dual-coupler ring based compound-cavity,DCR-CC）滤波器的滤波效果具有明显优势,并详细地分析了DCR-CC滤波器的滤波特性,给出滤波光谱评价标准、参数选取方法,最终确定了实验用滤波器参数。2、研制了一种基于DCR-CC滤波器和C+L波段掺铒光纤放大器（Erbium-doped fiber amplifier,EDFA）的单纵模窄线宽波长扫描光纤激光器。使用DCR-CC滤波器结合可调光纤F-P滤波器（Fiber Fabry-Pérot tunable filter,FFP-TF）实现了C+L波段超过80 nm瞬态SLM振荡的波长扫描激光输出,且在150 Hz扫描频率下可稳定运行。利用相同带宽的光纤布拉格光栅（Fiber Bragg grating,FBG）代替FFP-TF对激光器的静态激光性能进行测量,激光波长在1530 nm、1550 nm、1570 nm和1590 nm处均具有>66 d B的光信噪比、<-（16）（20）（18）（13）（18）（18）d B/Hz的相对强度噪声、<625 Hz的激光线宽、<0.704 d B的功率波动且在20min内无跳模发生。通过对激光纵模持续时间进行计算,可知激光器在扫描运行状态下,瞬时输出激光能够达到静态输出激光的线宽和光束质量。3、以掺铒光纤激光器为例,从傅里叶域锁模（Fourier domain mode locking,FDML）的运行原理出发,系统地分析了FDML波长扫描激光器瞬时线宽展宽的机理,同时,分析了双耦合器环（Dual-coupler ring,DCR）滤波器在快速波长扫描状态下的滤波特性,提出使用DCR滤波器的带阻滤波通道可以在不破坏FDML动态平衡的情况下对激光器进行滤波。首次演示了以掺铒光纤为激光增益介质且波长扫描范围为3.072 nm、光信噪比为57.31 d B、扫描速率为62.918 k Hz、瞬时线宽为4.28 GHz的高质量FDML波长扫描光纤激光输出。在加入DCR滤波器后,从光谱上可以明显看出由于滤波引起的不同波长成分强度发生改变。而在拍频谱上观察到间隔为340.60 MHz的一系列拍频峰,间隔与DCR的60.00 cm的腔长对应。
赵若兰[3]（2019）在《基于纳米多孔石英玻璃的宽带发光玻璃及光纤研究》文中研究表明随着移动终端的全面普及和4G网络的升级换代,数据通信需求呈现爆炸式增长。现有的密集波分复用系统面临巨大的扩容压力,其关键核心器件-掺铒光纤放大器却一直将系统的通信带宽限制在38nm左右。掺铒光纤放大器的增益带宽主要取决于掺铒光纤。目前,石英基掺铒光纤主要采用改进化学气相沉积法制备,没有成熟的大于38nm超宽带掺铒光纤的制备技术。因此,研究超宽带高增益掺铒玻璃及光纤不仅具有重大科学意义,还具有广阔应用前景。本论文基于纳米多孔石英玻璃制备了掺铒玻璃光纤,并测试分析其宽带放大性能。通过调节H2流量、烧结温度等制备铋铝共掺多孔玻璃,并研究其荧光性能。在纳米多孔石英玻璃的制备与性能分析方面,介绍了纳米多孔石英玻璃的制备方法,阐述了热处理分相、热酸浸析和溶液掺杂等几个重要流程,通过对工艺及仪器设备的优化和完善,制备出性能较好的纳米多孔石英玻璃。同时还介绍了表征纳米多孔石英玻璃性能参数的方法。在掺铒石英玻璃光纤的制备和性能研究方面,介绍了铒离子的能级结构,EDFA的基本结构和表征放大器的性能参数,如增益,带宽,噪声指数等。基于纳米多孔石英玻璃制备了掺铒石英玻璃光纤,搭建放大器等测试系统,测试分析了吸收,增益,损耗等参数,并与普通掺铒光纤作对比。基于纳米多孔石英玻璃烧结的方法制备了铋铝共掺多孔玻璃,通入适量H2,最后获得密实且带有红棕色的石英玻璃。通过场发射扫描电镜观察了玻璃样品的纳米孔道形貌,孔径尺寸分布在2.5nm7.5nm。在Bi=0.25mol%,Al3+=0.44 mol%条件下探索了一个合适的H2通入流量,并在此H2流量下研究了793nm激光泵浦下不同Bi、Al3+掺杂浓度对荧光强度的影响,在Bi=0.15mol%,Al3+=2.0 mol%时,荧光强度达最大,此时玻璃中Bi离子含量高达3200ppm,荧光半高宽约240nm。铋铝共掺多孔玻璃荧光寿命约641μs。从X射线衍射图可看出,该玻璃适合拉制成光纤,是一种应用于近红外波段新型超宽带光纤放大器很有潜力的材料。
庄世坚[4]（2018）在《基于锥光纤微球腔的光频梳研究》文中研究指明回音壁模式（WGM）光学微腔是一种具有超高品质因子和腔模模式体积极小的新型光学微腔,其具有极高功率密度的WGM可以显着地增强光与物质的相互作用。基于WGM微腔的光学频率梳（OFC）具有光谱范围广、相干性高、可集成化、低功耗等优点,使其在集成微波光子学、射频信号产生、微型光钟等方面有广泛的应用前景。本文以WGM微球腔耦合双锥光纤结构为载体,主要介绍两种产生微腔OFC的实验系统,并研究不同物理量对微腔OFC的影响。本文第二章先利用麦克斯韦方程组求解微球腔中的电磁场分布与频率特征方程,并介绍了表征WGM微腔的基本概念、微腔与锥光纤的耦合特性以及两者的实验制备、测试方法。第三章利用模式耦合理论结合实验结果描述了微腔中三阶非线性光学效应的基本原理;从理论上和实验上说明热效应对微腔谐振模式的影响;详细说明了不同的色散参数,根据不同材料的折射率进行微腔总色散仿真和零色散波长计算,并且介绍了两种用于描述微腔OFC形成的经典理论模型。第四章实现了可调谐单频激光通过双锥光纤耦合泵浦二氧化硅微球产生的OFC;分析了微腔中受激拉曼散射（SRS）与四波混频（FWM）以及不同模式族之间的竞争机理;讨论了获得纯净微腔OFC的方法;通过控制变量,对比实验结果与理论模型,定性分析了模式耦合、泵浦功率、泵浦波长、色散、频率失谐量等因素对OFC形成的影响;实验结果很好地验证了这些因素与泵浦-第一边带频率间隔的关系。第五章提出了一种新型的基于锥光纤微球/掺铒光纤环双腔结构的OFC生成系统。该系统将微球耦合双锥光纤结构嵌入到由掺铒光纤组成的环形光纤增益腔中;这种系统利用微腔的谐振选频、窄带反射和非线性参量振荡的功能,摆脱了微腔OFC对可调谐单频激光器的依赖,结合环形掺铒光纤的循环增益放大,实现了可调高重复频率宽带OFC的输出。首先详细说明了该系统的工作光路;通过信噪比、热光效应、功率转化效率和耦合情况这四个角度来分析该系统产生的单频激光特性;接着证明了不同泵浦功率、不同微球尺寸、不同耦合情况下的OFC,并分析了多模式族、可变频率间隔OFC的形成原因;根据该系统的特点提出了推广到2μm波段OFC产生的一种方案;最后说明了优化该双腔系统的转化效率、稳定性和可调节性的方法。该双腔系统产生的OFC具有成本低、结构紧凑等优点,有望应用于光纤通信系统中的多波长光源或者超短脉冲激光源。
葛超群[5]（2018）在《基于光纤SBS效应的温度传感测试的理论和实验研究》文中提出受激布里渊散射（SBS）作为光纤中一种典型的非线性光学效应,有着广泛的应用领域,如光纤激光器、慢光延迟、光纤传感、微波光子学、波分复用（WDM）系统等。布里渊频移（BFS）对温度/应变的线性依赖是作为点式/分布式温度/应变传感器的基础,这种依赖来自于声速和光纤折射率的变化。该线性关系保证了工业应用中温度和/或应变的大范围监测,如通信网络,化学,石油,天然气和土木结构。而且,随着对光纤技术研究的急剧增加,利用SBS效应的多波长光纤激光传感技术,近年来受到了广泛的关注。本论文针对基于SBS效应的多波长输出进行了一系列的理论和实验系统研究,主要内容如下:（1）首先介绍了课题研究背景,主要讲述了传统光纤传感器的分类和优缺点;其次分析了新型多波长光纤激光传感器的研究意义;然后引入了布里渊散射的传感应用潜能,列举出了多波长布里渊光纤激光传感器的研究现状;最后说明了本论文的主要内容和创新点。（2）详细介绍了布里渊散射的基本理论以及SBS多波长输出的形成过程;然后分析了布里渊频移的温度传感特性,给出了Stokes波长的线宽和温度分辨率的理论计算过程;最后介绍了基于布里渊散射的其他传感系统。（3）针对L波段提出并实验论证了一种可切换频率间距的多波长布里渊掺铒光纤激光器（MW-BEFL）,利用光开关在单、双倍Brillouin频移（BFS）间切换。可分别观察到高达24个频率间隔为10GHz的稳定输出通道,以及12个频率间隔为20GHz的稳定输出通道。分别通过实验讨论了不同980nm泵浦功率和种子泵浦功率/波长对输出的Stokes波个数的影响,研究了其波形稳定性,并分析了耦合系数对输出波形的影响。（4）设计并实验研究了一种使用掺铒光纤线性放大结合Brillouin增益的多波长光纤激光传感器,生成了31个输出通道。分析了该传感装置作为多波长激光器的基本特性,研究了不同温度对各阶Stokes波的中心频移量的影响,证明了Brillouin频移对温度的线性依赖,最终获得的温度灵敏度系数可达到/15.27 MHz℃。分析了湿度对温度传感器的误差影响以及频移波动误差,其分别引起的测量误差为?.08660℃和?2850.℃。
孟祥宇[6]（2016）在《线形腔C+L波段掺铒光纤放大器增益控制特性研究》文中指出掺铒光纤放大器（EDFA）是波分复用光通信系统中的核心元件,提升传输质量,保证增益谱平坦与信号光的稳定输出是对光纤放大器的基本要求。然而,由于网络数据在输入功率和信道数目变化时会影响放大器增益稳定,因此对应的全光增益箝制AOGC（All Optical Gain Clamping）亦成为了研究热点。但是被AOGC箝制下的信号将会有较大的增益损耗,进而导致整个增益谱平坦度的恶化,增益箝制与增益平坦间的矛盾限制了高性能光纤放大器的应用。因此平衡增益、平坦、稳定三者之间的关系,对于实现放大信号同步平坦和箝制有着重要的研究意义。本文以线形腔全光增益箝制为理论基础,以C、L波段EDFA信号输出增益谱为研究对象,通过优化布拉格光栅的中心波长和反射率等参数,实现对增益谱的同步增益控制,主要工作如下:1、以C波段EDFA为研究对象,通过调节两个光纤布拉格光栅的中心波长、反射率和带宽全面测试了线形腔结构的增益箝制特性,找出它们与线形腔结构增益箝制效果之间的内在联系。利用在弱反射率的布拉格光纤光栅对中接入增益平坦滤波器的方案,对C波段EDFA进行了增益平坦实验,在1530-1558nm波长范围内,EDFA的增益不平坦度为±0.6dB。2、利用单/双布拉格光栅结构,对L波段EDFA进行同步增益控制。两种结构具有各自特点,单光栅结构输出增益高,平均增益为22.3dB,在1570-1610nm波长范围内增益不平坦度为+0.83dB,信号输入功率在-40dBm至-15dBm范围内,增益波动可以控制在+0.1dB左右;与单光栅相比双光栅结构输出增益要稍小一些,平均增益为20dB,但其稳定性更优,信号输入功率在-40dBm至-10dBm范围内,增益波动在+0.1dB以内。而且其增益谱要更加平坦,增益不平坦度+0.77dB。3、提出一种组合式宽带EDFA,利用该结构对C+L波段信号进行增益平坦实验。实验结果得到其3dB带宽到达了70nm,信号的增益达到20dB以上。
白冰[7]（2013）在《光纤传输系统中光纤激光器关键技术研究》文中研究说明光纤激光器以其低阈值、高功率、高光束质量、可靠性好、结构紧凑和散热性好等诸多优点，广泛应用于光通信、传感、航天、军事等领域。本论文主要研究光纤激光器在光纤通信系统中的应用技术。论文研究了光纤激光器的基本理论，分析了L波段光纤环形光纤激光器的结构，包括理论分析环形腔光纤激光器的输出特性及铒光纤长度和腔长对于系统输出功率的影响。在理论分析的基础上采用新型L波段环形腔掺铒光纤激光器经LiNbO3电光调制器进行多速率外调制接收及时钟数据恢复实验，分析了影响系统传输质量的因素，研究了高速率下信号与时钟恢复后不同步的问题。研究了脉冲光通信系统中光孤子传输理论、传播特性及产生光孤子的被动锁模光纤激光器工作原理。研究基于可饱和吸收体的被动锁模掺铒光纤激光器，建立其仿真分析模型，并利用分步傅立叶法（SSFM）实现了对该锁模光纤激光器系统的仿真实验。通过仿真实验，重点研究了被动锁模掺铒光纤激光器的参数优化，通过适当调节该激光器的参数，使输出的光脉冲尽量接近于基态光孤子，从而保证光孤子通信系统的效率和稳定性。论文的理论研究和实验分析对光纤激光器在光纤通信系统及光纤传感系统中的实用化具有重要的指导意义。
胡永刚[8]（2012）在《温度对于L-BandEDFA增益斜率影响的理论以及实验研究》文中提出由于掺铒光纤放大器EDFA可直接对光信号放大，不再需要传统光通信所用的“光－电－光”的放大模式，降低了系统的成本，简化了系统，因此在光纤通信系统中具有广阔的应用前景。而在不断有信号上传、下载的波分复用系统中，掺铒光纤放大器的增益控制技术具有重要的意义。密集波分复用（DWDM）技术使得通信带宽大大增加，是目前开发和应用的热点。它的发展对光纤放大器提出了更高的要求，譬如要求光纤放大器具有更大的带宽，具有功率控制等功能。但是光纤通信系统的发展也面临一些问题，如传统的带宽已不能满足WDM系统传输容量的要求，因此对于L波段EDFA的研究就显得尤为重要。由于不同波长的光在光纤中的传输损耗不同，随着波长增大，损耗减小，信号光进入EDFA前会产生一个倾斜度；此外受激拉曼散射效应导致功率从短波长向长波长转移，产生倾斜度。因此控制EDFA的增益斜率来补偿输由于光纤损耗和受激拉曼散射而产生的倾斜度，可以使L波段光纤传输系统的输出光功率更平坦。本论文研究了影响EDFA增益斜率的主要因素。在研究过程中讨论分析了目前的大部分文献中对于EDFA增益谱只是讨论增益平坦的问题而很少有关于增益斜率研究的原因，进一步分析了增益斜率研究的重要性。探讨了目前主要传统的控制增益斜率的方法。现阶段传统的控制增益斜率方式是通过改变增益可调EDFA中的VOA，但是其动态增益范围不够大而且由于VOA本身的限制会带来较大的噪音和较高的成本；此外RED-C公司提出了比较创新的基于多种长度光纤和光开关阵列的增益开关增益可调EDFA方式，但是其结构庞大而且成本也较高。通过对这些控制增益斜率方法的研究，本文提出了在普通的L波段增益可调掺铒光纤放大器中采取控制光纤的温度的方式来控制整个放大器的增益斜率，从而使增益可调光纤放大器既有很宽的增益调整范围，又可以通过可控制增益斜率来避免信号失真和噪音等问题。论文通过实验验证了温度控制增益斜率的可行性。同时，通过光纤的温度来控制增益斜率的话，只需要在EDFA中加入温度控制单元，而温度控制单元的体积小，造价低，因此通过温度控制增益斜率进而达到宽范围增益可调的掺铒光纤放大器是一种可以商业化生产的低成本解决方案。
曹毅[9]（2011）在《光网络中的EDFA研究》文中研究指明掺铒光纤放大器的出现和波分复用技术被视为光纤通信领域的两大里程碑。而光网络的发展也从最初的点到点传输系统阶段向着能够综合运用各种光处理技术且更智能化的全光网络阶段迈进,因此对应用于光网络中的光放大器的性能也提出了更高的要求,光放大器的结构也越来越复杂,这就对优化设计应用于光网络中的光放大器提出了一个具有挑战性的研究课题。本论文主要围绕光网络中EDFA的优化设计进行研究,具体内容如下：1.论文讨论分析了光网络中EDFA的基本原理、关键技术、研究现状以及发展方向,列举了EDFA的各种理论模型,并利用均匀展宽二能级模型对EDFA进行了数值模拟和仿真实验。2.首次使用粒子群优化算法（PSO）对光网络中的S、C、L波段EDFA进行优化设计,分别完成了具有良好增益平坦度的C波段高增益（>25dB）、低噪声（<5dB）EDFA和L波段高增益（>25dB）、低噪声（<5dB）EDFA以及S波段高增益（>10dB）、低噪声（<5dB）EDFA的优化设计,给出了EDFA结构参数的解决方案。并将PSO算法与GA算法进行EDFA仿真实验比较,结果表明,无论在收敛速度还是搜索能力上,PSO算法都优于GA算法。3.对S波段（1485nm-1535nm）及S+波段（1430nm-1480nm）EDFA进行了仿真实验分析,仿真结果还表明S波段内即（1486nm-1520nm）波长范围内插入ASE滤波器后S波段EDFA增益提高最为明显,而S+波段EDFA的增益并不可观。另外,对S波段EDFA插入长波长ASE滤波器的分配方案进行了仿真实验分析,给出了插入单级及多级ASE滤波器的最优分配方案。4.对EDFA的增益平坦化目前主要采用两类方法（优化设计自身增益平坦的EDFA及引入增益平坦滤波器）的研究进展进行了介绍,并对其优劣势进行了分析比较,提出了增益平坦技术的发展趋势。
周亚训[10]（2009）在《多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究》文中认为随着现代通信技术的飞速发展,人们对光纤通信容量和系统集成化的要求大大提高,这使得掺铒光纤放大器（Erbium-doped Fiber Amplifier,EDFA）与波分复用（Wavelength Division Multiplexing,WDM）技术的联合运用成为实现多波长和超长距离传输必不可少的条件。其中,EDFA已是提高WDM系统信道数和光纤通信容量的关键部件。目前,主要工作在C波段（1530-1565nm）区域并得到广泛应用的传统石英基EDFA已不能满足系统的发展需求。因此,开发具有宽带放大能力和极高单位长度增益的非石英基EDFA,直接实现C+L波段（15301610nm）区域宽带无缝放大,这对于WDM系统光纤通信容量的扩展以及系统集成化具有非常重要的实际意义。本论文结合当前光纤通信技术的发展需求,选择多组分宽带碲酸盐和铋酸盐重金属氧化物玻璃作为研究对象,基于自主实现从“宽带掺铒玻璃→宽带掺铒玻璃光纤→宽带掺铒玻璃光纤放大器”整个流程的研究考虑,围绕多组分宽带掺铒玻璃光谱性质的改性研究、多组分宽带掺铒玻璃光纤的研制和光谱性质测试、宽带掺铒玻璃光纤稳态和瞬态放大特性的理论研究三方面内容开展工作。论文的主要研究工作如下:1.开展了单掺稀土铒离子对于碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究WDM系统的集成化趋势,需要尽可能地提高光纤放大器增益介质中的稀土铒离子(Er3+)掺杂浓度以便得到高的单位长度增益,但过高的铒离子掺杂也会带来一些负面效应,影响到光纤放大器的性能指标。因此,本文首先开展了稀土铒离子掺杂对于组分为TeO2-ZnO-La2O3（Na2O）碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究,深入研究了1.53μm波段荧光谱、荧光强度和荧光寿命随铒离子掺杂浓度的变化关系。为此,论文运用Lorentz线型函数对测量到的荧光光谱进行了拟合分解,建立了一个等效四能级模型分析了各谱线成分相对强度随铒离子掺杂浓度的变化关系,剖析了1.53μm波段荧光谱的展宽及其荧光主峰转移现象。同时,基于Forster-Dexter能量转移理论,结合荧光俘获效应的影响,系统分析了激发态4I13/2能级上铒离子无辐射能量衰减速率与其掺杂浓度的关系,从而指出了1.53μm波段荧光强度和荧光寿命在高掺杂浓度下发生猝灭的主要影响因素,并从无辐射能量转移机理出发分析对比了玻璃中稀土铒离子溶解性问题,计算得到了稀土铒离子的临界浓度和临界相互作用距离参数,确定了最佳掺杂含量。2.开展了多稀土离子共掺对于碲酸盐玻璃光谱特性的改性研究工作于1.53μm波段的掺铒光纤放大器通常采用1480或980nm波长进行泵浦。采用980nm波长泵浦,光纤放大器具有低的噪声系数,同时也存在着Er3+离子吸收较弱、上转换发光现象严重而引起的泵浦效率较低缺陷。本文从提高980nm泵浦效率和Er3+离子1.53μm波段荧光特性出发,开展了Er3+、Yb3+（镱）、Ce3+（铈）多稀土离子共掺对于组分为TeO2-ZnO-La2O3-Nb2O5碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究。论文通过具体分析Yb3+/Er3+离子间能量传递过程,研究了Yb3+离子掺杂对于Er3+离子1.53μm波段荧光和上转换发光的增强作用,并给予了理论模拟。通过分析Er3+/Ce3+离子间的能量传递过程,研究了Ce3+离子掺杂对于1.53μm波段荧光增强和上转换发光的抑制作用。从而指出相对于Er3+/Yb3+双掺形式,Er3+/Yb3+/Ce3+三掺是提高980nm泵浦效率和1.53μm波段荧光强度一种更加有效的组合掺杂方式。在此基础上,论文对基于声子辅助的Er3+/Ce3+离子间能量传递过程,首次提出了通过提高玻璃基质声子能量,减少能量传递过程中的能量失配程度,来进一步提高Er3+/Ce3+离子间能量传递速率的思想,实验结果得到了很好的印证。3.开展了单掺铒离子情形下铋酸盐玻璃荧光衰减特性研究OH-根离子不仅产生了石英传输光纤中1385nm波长附近的“水吸收峰”,同时也是掺铒玻璃中Er3+离子1.53μm波段荧光的一个主要猝灭中心。本文从测量分析Er3+离子1.53μm波段荧光衰减行为这一角度入手,开展了Bi2O3-B2O3-GeO2-Na2O -Er2O3铋酸盐玻璃中OH-根离子与Er3+离子相互作用机理以及对Er3+离子荧光特性的影响研究。研究指出,Er3+离子与玻璃中残留的OH-根离子间能量转移导致低掺杂浓度下Er3+离子荧光呈现出明显的非指数衰减特征,运用Inokuti-Hirayama公式拟合得到了Er3+离子与OH-根离子间能量转移参数。同时,在玻璃高温熔融过程中注入干燥氧气进行了除水处理研究,除水处理能明显减少玻璃中残留的OH-根离子含量,从而提高Er3+离子1.53μm波段荧光强度以及掺铒光纤中的信号增益,而其荧光呈现出近似单一的指数衰减特征。4.开展了低声子能量掺铒铋酸盐玻璃中激发态吸收的抑制研究激发态吸收常发生在980nm泵浦下的一类低声子能量掺铒重金属氧化物玻璃中,它的存在制约了泵浦光转换效率的提高从而影响到Er3+离子1.53μm波段荧光特性。本文通过在组分为Bi2O3-GeO2-Ga2O3-Na+2O一类低声子能量掺铒铋酸盐氧化物玻璃中分别引入Ce3+离子和B2O3组分,研究比较了这两种措施对于激发态吸收的抑制效果以及对于Er3+离子1.53μm波段荧光的作用。研究发现,适量Ce3+离子或B2O3组分的引入,分别通过能量转移和多声子弛豫方式提高了Er3+:4I11/2→4I13/2能级间无辐射弛豫速率,从而使得4I11/2能级Er3+离子荧光寿命相应减小,激发态吸收得到有效抑制。同时,Ce3+离子的引入进一步提高了4I13/2能级Er3+离子总量子效率,增强了1.53μm波段荧光强度。而B2O3组分的引入虽在一定程度上削弱了1.53μm波段荧光强度,但进一步展宽了其荧光发射谱。5.开展了新型多组分宽带掺铒玻璃光纤研制和光纤光谱性质研究在对多组分掺铒玻璃光谱性质改性研究基础上,本文选择合适的玻璃组分配比开展了新型宽带掺铒玻璃光纤的研制工作。论文利用自主的实验条件,采用旋转浇铸法和管棒组合法工艺研制了多组分宽带碲酸盐和铋酸盐玻璃光纤预制棒,拉制出了包层直径为125μm、纤芯直径分别为5.1μm和5.6μm的多组分宽带掺铒碲酸盐和铋酸盐玻璃光纤,并对得到的掺铒光纤进行了传输损耗和放大自发辐射（ASE）谱测试,1310nm波长处的传输损耗分别达到了3.7dB/m和3.4dB/m,ASE谱覆盖了C+L波段区域。在此基础上,论文鉴于多组分掺铒铋酸盐玻璃光纤与石英传输光纤熔化温度相差极大的特点,采用非对称熔接工艺进行了两者的熔接尝试,为下一步研制出高质量宽带掺铒玻璃光纤和光纤放大器积累了一定的工艺基础。6.开展了多组分宽带掺铒玻璃光纤稳态和瞬态放大特性的理论研究为进一步了解多组分宽带掺铒玻璃光纤的放大特性,同时为后续设计和优化宽带掺铒光纤放大器提供理论依据,本文从稳态和瞬态放大特性两个方面展开了系统的理论研究:1)建立了一个综合考虑Er3+离子能量转移和激发态吸收效应、以铋酸盐玻璃基掺铒光纤作为增益介质的铋基掺铒光纤放大器（Bi-EDFA）理论模型,分析比较了1480和980nm波长泵浦下放大器的稳态增益和噪声特性以及随信号输入功率、光纤长度的变化关系。同时,鉴于放大器内部存在着极大的由放大自发辐射产生的ASE噪声,论文从抑制噪声和再次利用噪声角度出发,对放大器进行了优化设计:①利用光隔离器抑制后向传输的ASE噪声,提高了放大器信号增益并降低了噪声系数。②利用光环形器引导前级放大产生的ASE噪声光泵浦一段后级低掺杂铋酸盐掺铒光纤,显着提高了放大器L波段信号增益;2)对于以碲酸盐玻璃基掺铒光纤作为增益介质的碲基掺铒光纤放大器（Te-EDFA）,理论研究了输入状态突变时放大器输出端信号功率的瞬态响应特性以及瞬态响应随信号输入功率、泵浦功率的演变关系。在此基础上,论文从抑制输出信号瞬态响应幅度出发,提出了调理脉冲输入信号阶跃型边沿为渐变型边沿的功率变化方式思想。研究揭示,提出的理论方案可以有效地抑制放大器输出端信号功率的瞬态响应幅度。最后,总结了全文研究工作和创新之处,指出了论文不足以及有待进一步深入研究的问题。
二、980nm和1 480nm泵浦L波段EDFA的优化设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、980nm和1 480nm泵浦L波段EDFA的优化设计（论文提纲范文）
（1）Er3+、Ho3+掺杂氟碲酸盐光纤的制备及宽带光纤放大器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景与意义 |
| 1.2 掺铒光纤放大器的研究进展 |
| 1.2.1 基于石英光纤的光放大研究进展 |
| 1.2.2 基于氟化物光纤的光放大研究进展 |
| 1.2.3 基于铋酸盐材料的光放大研究进展 |
| 1.2.4 基于磷酸盐材料的光放大研究进展 |
| 1.2.5 基于碲酸盐材料的光放大研究进展 |
| 1.3 新波段的研究进展 |
| 1.4 掺铒光纤放大器面临的问题 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 第2章 铒离子的发光机理和光纤放大器的工作原理 |
| 2.1 铒离子的发光机理 |
| 2.1.1 铒离子的能级分布 |
| 2.1.2 Stark能级 |
| 2.1.3 Judd-Oflet(J-O)理论 |
| 2.1.4 吸收截面和发射截面 |
| 2.2 掺铒光纤放大器的数值模拟 |
| 2.2.1 掺铒光纤放大器的工作原理 |
| 2.2.2 理论模型 |
| 2.2.3 模拟结果 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐光纤的制备及光纤放大器研究 |
| 3.1 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的制备 |
| 3.1.1 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的制备工艺 |
| 3.1.2 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃组分的确定 |
| 3.2 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的表征 |
| 3.2.1 密度 |
| 3.2.2 折射率 |
| 3.2.3 热机械性能 |
| 3.2.4 拉曼光谱 |
| 3.2.5 抗潮解性能 |
| 3.2.6 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的透过光谱 |
| 3.2.7 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃中的~1.5μm发光性能 |
| 3.2.8 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃中的J-O理论参数计算 |
| 3.2.9 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃中Er~(3+)的吸收发射截面 |
| 3.2.10 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃中Er~(3+)的的增益截面 |
| 3.3 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃光纤的制备 |
| 3.3.1 预制棒的制备 |
| 3.3.2 预制棒套管的制备 |
| 3.3.3 光纤拉制 |
| 3.4 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃光纤的表征 |
| 3.4.1 光纤的抗弯曲能力 |
| 3.4.2 光纤的端面 |
| 3.4.3 光纤中的折射率分布 |
| 3.4.4 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃光纤的损耗 |
| 3.5 基于Er~(3+)掺杂氟碲酸盐光纤的宽带光纤放大器研究 |
| 3.5.1 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐光纤放大器的增益测试方法 |
| 3.5.2 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐光纤的宽带光放大性质 |
| 3.6 Er~(3+)掺杂氟碲酸盐光纤放大器的数值模拟 |
| 3.7 辅助泵浦对Er~(3+)掺杂氟碲酸盐光纤放大器的性能影响 |
| 3.7.1 辅助泵浦下光纤放大器的增益测试方法 |
| 3.7.2 辅助泵浦下氟碲酸盐玻璃光纤中的宽带光放大研究 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃光纤的制备及光纤放大器研究 |
| 4.1 Er~(3+)离子与Ce~(3+)离子间的能级转换 |
| 4.2 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃的制备与表征 |
| 4.2.1 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃的制备 |
| 4.2.2 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃的透过光谱 |
| 4.2.3 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃中的~1.5μm发光性能发光性能 |
| 4.2.4 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃中Er~(3+)的吸收发射截面 |
| 4.2.5 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃中Er~(3+)的的增益截面 |
| 4.3 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃光纤的制备与表征 |
| 4.3.1 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃光纤的制备 |
| 4.3.2 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃光纤的端面 |
| 4.3.3 Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃光纤的损耗 |
| 4.4 基于Ce~(3+)/Er~(3+)共掺氟碲酸盐光纤的宽带光纤放大器研究 |
| 4.5 Er~(3+)/Ce~(3+)共掺氟碲酸盐玻璃光纤放大器的数值模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐微结构玻璃光纤~2.1μm激光性质研究 |
| 5.1 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的制备与表征 |
| 5.1.1 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的制备 |
| 5.1.2 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的发光光谱 |
| 5.1.3 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃的透过光谱 |
| 5.1.4 Ho~(3+)在氟碲酸盐玻璃中的吸收截面和受激发射截面 |
| 5.1.5 Ho~(3+)在氟碲酸盐玻璃中的增益截面 |
| 5.2 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐光纤的制备 |
| 5.3 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃光纤~2.1μm激光性能研究 |
| 5.4 Ho~(3+)掺杂氟碲酸盐玻璃光纤~2.1μm激光输出特性的数值模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间学术论文发表情况 |
| 致谢 |
（2）新型无源复合谐振腔滤波的窄线宽波长扫描光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 窄线宽激光技术的研究与发展 |
| 1.3 波长扫描激光器的研究与应用 |
| 1.4 本论文结构安排 |
| 第二章 新型无源复合谐振腔滤波器理论与仿真分析 |
| 2.1 简单复合谐振腔滤波器传输特性 |
| 2.2 复杂复合谐振腔滤波器传输特性 |
| 2.3 用于快速激光波长扫描的复合谐振腔滤波器特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 C+L波段单纵模窄线宽波长扫描光纤激光器 |
| 3.1 DCR-CC搭建与表征 |
| 3.2 C+L波段激光增益范围的实现 |
| 3.3 单波长运行实验 |
| 3.4 波长扫描运行实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 窄线宽FDML波长扫描光纤激光器 |
| 4.1 FDML理论分析 |
| 4.1.1 FDML工作原理 |
| 4.1.2 腔长匹配和色散管理 |
| 4.1.3 滤波器选择和性能表征 |
| 4.1.4 增益介质特性分析 |
| 4.1.5 激光器实验系统设计与搭建 |
| 4.2 激光扫描特性实验与讨论 |
| 4.2.1 极限锁模范围 |
| 4.2.2 单向扫描性能 |
| 4.2.3 色散和滤波器驱动频率偏移 |
| 4.2.4 激光瞬时线宽 |
| 4.2.5 应用于FDML扫描激光器的DCR滤波效果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间完成论文目录 |
（3）基于纳米多孔石英玻璃的宽带发光玻璃及光纤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 光纤通信的发展 |
| 1.2 宽带掺铒玻璃及光纤 |
| 1.3 纳米多孔石英玻璃 |
| 1.4 放大增益离子 |
| 1.5 本论文研究目的和内容 |
| 2 纳米多孔石英玻璃的制备与性能分析 |
| 2.1 纳米多孔石英玻璃的制备 |
| 2.2 纳米多孔石英玻璃的性能分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 掺铒石英玻璃光纤的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铒离子的能级结构 |
| 3.3 EDFA的基本结构和特性参数 |
| 3.4 掺铒石英玻璃光纤的制备及性能研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 铋铝共掺多孔玻璃超宽带发光特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铋离子的光谱特性 |
| 4.3 实验 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录 |
（4）基于锥光纤微球腔的光频梳研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微腔OFC研究进展 |
| 1.3 研究背景、意义与动机 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第二章 微球腔与锥光纤 |
| 2.1 WGM光学微腔的原理概述 |
| 2.1.1 WGM微球腔的光场分布与特征方程 |
| 2.1.2 WGM微球腔的本征频率与自由频谱范围 |
| 2.1.3 WGM微球腔的品质因子与模式体积 |
| 2.2 WGM微腔与锥光纤的耦合特性 |
| 2.2.1 微腔与锥光纤的耦合特性 |
| 2.3 双锥光纤与微球腔的制备 |
| 2.3.1 双锥光纤的制备 |
| 2.3.2 微球腔的制备 |
| 2.3.3 微球腔的Q值测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微腔中的三阶非线性效应 |
| 3.1 微腔三阶非线性效应的基本原理 |
| 3.1.1 微腔中SBS产生的基本原理及阈值功率推导 |
| 3.1.2 微腔中SRS产生的原理及SiO_2微球级联SRS现象 |
| 3.1.3 微腔中FWM产生的基本原理与阈值功率推导 |
| 3.2 微腔中的热效应 |
| 3.2.1 微腔热动力学理论 |
| 3.2.2 微球腔热效应实验与分析 |
| 3.3 WGM谐振腔的色散 |
| 3.3.1 色散与折射率 |
| 3.4 克尔OFC形成机理 |
| 3.4.1 光频梳理论模型 |
| 3.4.2 微腔OFC形成过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 单频激光泵浦微球腔产生OFC |
| 4.1 扫频状态下的宽带级联FWM |
| 4.1.1 实验装置与原理 |
| 4.1.2 结果与分析 |
| 4.2 热锁定状态下的稳定OFC及其可调节性 |
| 4.2.1 实验装置与原理 |
| 4.2.2 结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于锥光纤微球/掺铒光纤环双腔结构的OFC |
| 5.1 基于锥光纤微球/掺铒光纤环双腔结构的单频激光 |
| 5.1.1 双腔OFC实验装置与工作原理 |
| 5.1.2 双腔结构产生的单波长激光 |
| 5.2 基于锥光纤微球/掺铒光纤环双腔结构的OFC |
| 5.2.1 SiO_2微球产生OFC |
| 5.2.2 碲酸盐玻璃微球产生2 μm波段OFC的设计方案 |
| 5.3 双腔结构的优化方案 |
| 5.3.1 光放大部分的优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）基于光纤SBS效应的温度传感测试的理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.1 光纤传感器 |
| 1.1.2 多波长光纤激光传感器 |
| 1.1.3 布里渊散射的传感应用 |
| 1.1.4 多波长布里渊光纤激光传感器的研究现状 |
| 1.2 本章小结 |
| 1.2.1 论文主要内容 |
| 1.2.2 创新性工作 |
| 第2章 受激布里渊散射的理论分析及传感原理 |
| 2.1 布里渊散射的基本理论 |
| 2.1.1 自发布里渊散射和受激布里渊散射 |
| 2.1.2 耦合强度方程 |
| 2.1.3 受激布里渊散射阈值 |
| 2.1.4 布里渊增益谱 |
| 2.2 布里渊光纤激光器的结构 |
| 2.3 基于布里渊散射的温度传感机理 |
| 2.3.1 布里渊散射的温度传感特性 |
| 2.3.2 布里渊散射的多波长温度传感原理 |
| 2.3.3 斯托克斯波长的线宽和温度分辨率 |
| 2.4 其它基于布里渊散射的传感系统 |
| 2.4.1 布里渊光栅传感 |
| 2.4.2 布里渊光时域分析 |
| 2.4.3 布里渊光时域反射计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多波长布里渊光纤激光器的结构设计和实验测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 可切换频率间隔的L波段多波长布里渊光纤激光器 |
| 3.2.1 结构设计与工作原理 |
| 3.2.2 实验测试结果与特性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 布里渊温度传感器设计和实验测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高灵敏度的多波长布里渊光纤激光传感器 |
| 4.2.1 结构设计与工作原理 |
| 4.2.2 实验测试结果与特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）线形腔C+L波段掺铒光纤放大器增益控制特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光纤放大器概述 |
| 1.2 掺铒光纤放大器发展现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第2章 掺铒光纤放大器工作原理及其增益箝制特性 |
| 2.1 掺铒光纤放大器工作原理 |
| 2.1.1 原子速率方程 |
| 2.1.2 功率传输方程 |
| 2.2 掺铒光纤放大器增益特性分析 |
| 2.2.1 泵浦波长 |
| 2.2.2 泵浦功率 |
| 2.2.3 铒光纤长度 |
| 2.2.4 掺杂半径 |
| 2.3 全光增益箝制特性分析 |
| 2.3.1 谐振腔结构 |
| 2.3.2 箝制效果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章C波段掺铒光纤放大器增益箝制特性与增益平坦改善研究 |
| 3.1 基于FBG的线形腔增益箝制特性研究 |
| 3.2 基于弱反射率FBG-P的C波段增益平坦改善研究 |
| 3.2.1 参量设计与优化 |
| 3.2.2 基于LPFG的增益平坦器优化设计 |
| 3.2.3 基于FBG-P的增益平坦优化 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于线形腔的L和C+L波段掺铒光纤放大器同步增益控制技术研究 |
| 4.1 L波段掺铒光纤放大器同步增益控制技术研究 |
| 4.1.1 L波段增益谱特性分析 |
| 4.1.2 基于单/双光栅的增益谱控制技术研究 |
| 4.2 C+L波段掺铒光纤放大器增益控制技术研究 |
| 4.2.1 C+L波段增益谱特性分析 |
| 4.2.2 基于并联结构C+L波段EDFA增益平坦研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文 |
（7）光纤传输系统中光纤激光器关键技术研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光纤激光器概述 |
| 1.1.1 光纤激光器的发展 |
| 1.1.2 光纤激光器结构及分类 |
| 1.1.3 掺稀土光纤激光器概述 |
| 1.2 光纤激光器的应用 |
| 1.2.1 光纤通信系统中光纤激光器的应用 |
| 1.2.2 光纤传感系统中光纤激光器的应用 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 光纤通信系统中光纤激光器工作原理 |
| 2.1 掺铒光纤激光器基本理论 |
| 2.1.1 光发射和光吸收 |
| 2.1.2 掺铒光纤的基本结构 |
| 2.1.3 铒离子的三能级结构 |
| 2.1.4 L 波段掺铒光纤放大器 |
| 2.2 光孤子传输基础理论 |
| 2.2.1 光孤子在单模光纤中传输的基本方程 |
| 2.2.2 群速度色散引起的脉冲展宽 |
| 2.2.3 自相位调制引起的脉冲频谱展宽 |
| 2.2.4 孤子阶数对光孤子传输的影响 |
| 2.3 被动锁模激光器仿真分析方法 |
| 2.3.1 基于可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器 |
| 2.3.2 基于可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器建模 |
| 2.4 光纤传感技术研究 |
| 2.4.1 光纤光栅传感器的工作原理 |
| 2.4.2 光纤光栅传感器的仿真设计 |
| 2.4.3 光纤激光器传感系统研究 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 L 波段光纤激光器传输实验研究 |
| 3.1 L 波段光纤激光器理论基础 |
| 3.1.1 抽运源的选择 |
| 3.1.2 掺铒光纤工作在 L 波段基本原理 |
| 3.1.3 L 波段环形腔光纤激光器基本结构 |
| 3.2 L 波段环形腔掺铒光纤激光器通信实验系统组成 |
| 3.3 光纤通信系统传输实验结果 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 被动锁模掺铒光纤激光器的参数优化研究 |
| 4.1 被动锁模掺铒光纤激光器参数优化的研究意义 |
| 4.2 被动锁模掺铒光纤激光器仿真模型 |
| 4.3 平均群速度色散对光孤子形状的影响 |
| 4.3.1 双曲正割形光孤子 |
| 4.3.2 抛物线形自相似子 |
| 4.3.3 临界区域内的光脉冲 |
| 4.4 系统参数对光孤子峰值功率的影响 |
| 4.4.1 平均群速度色散对峰值功率的影响 |
| 4.4.2 小信号增益对峰值功率的影响 |
| 4.5 系统参数对光孤子脉宽的影响 |
| 4.5.1 平均群速度色散对脉宽的影响 |
| 4.5.2 小信号增益对脉宽的影响 |
| 4.6 系统参数对光孤子单脉冲能量的影响 |
| 4.6.1 平均群速度色散对单脉冲能量的影响 |
| 4.6.2 小信号增益对单脉冲能量的影响 |
| 4.7 被动锁模光纤激光器的参数优化 |
| 4.7.1 平均群速度色散对 N 的影响 |
| 4.7.2 小信号增益对 N 的影响 |
| 4.7.3 平均群速度色散与小信号增益共同作用下 N 的变化规律 |
| 4.8 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文主要工作 |
| 5.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）温度对于L-BandEDFA增益斜率影响的理论以及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光通信领域的各种类型光放大器 |
| 1.3 掺铒光纤放大器的发展历史与现状 |
| 1.3.1 EDFA 的发展历史 |
| 1.3.2 掺铒光纤放大器在实际中的基本应用形式 |
| 1.3.3 掺铒光纤放大器在波分复用系统中应用 |
| 1.3.4 用于光纤有线电视(CATV)系统 |
| 1.4 L 波段掺铒光纤放大器 |
| 1.5 本论文的主要研究工作 |
| 第二章 掺铒光纤放大器的基本工作原理与特性 |
| 2.1 掺铒光纤放大器的工作原理 |
| 2.1.1 铒离子的能级结构 |
| 2.1.2 L 波段信号光放大原理 |
| 2.1.3 掺铒光纤放大器的基本结构 |
| 2.1.4 掺铒光纤放大器的基本理论模型 |
| 2.2 掺铒光纤放大器的主要工作特性 |
| 2.2.1 增益 |
| 2.2.2 输出特性 |
| 2.2.3 工作带宽 |
| 2.2.4 噪声特性 |
| 2.3 增益斜率控制相关研究 |
| 2.3.1 增益斜率的定义 |
| 2.3.3 增益斜率研究的必要性 |
| 2.3.4 传统控制增益斜率的方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 L-Band EDFA 的增益斜率及其温度对于增益斜率的影响 |
| 3.1 温度对于 EDFA 的增益斜率影响的理论分析 |
| 3.2 实验光路和器件 |
| 3.2.1 实验光路 |
| 3.2.2 设备、工具和软件 |
| 3.3 铒纤温度对掺铒光纤放大器增益斜率的影响 |
| 3.3.1 实验方法 |
| 3.3.2 实验结果与讨论 |
| 第四章 工作总结以及今后工作展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 创新点 |
| 4.3 展望 |
| 攻读工程硕士学位期间发表的学术论文 |
| 参考文献 |
| 附件 |
（9）光网络中的EDFA研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 EDFA的研究现状 |
| 1.2.1 EDFA的发展历史 |
| 1.2.2 EDFA的发展现状 |
| 1.2.3 EDFA的发展方向 |
| 1.3 本论文主要工作 |
| 2 掺铒光纤放大器的基本理论 |
| 2.1 EDFA的理论基础 |
| 2.1.1 铒离子能级结构 |
| 2.1.2 EDFA的工作原理 |
| 2.1.3 EDFA的基本结构 |
| 2.1.4 EDFA的特性指标 |
| 2.1.5 EDFA的应用 |
| 2.2 掺铒光纤放大器的理论模型 |
| 2.2.1 各种理论模型的发展历程 |
| 2.2.2 Giles模型 |
| 2.2.3 Saleh模型 |
| 2.2.4 均匀展宽二能级模型 |
| 2.3 小结 |
| 3 PSO算法优化光网络中的EDFA |
| 3.1 可优化光放大器的算法 |
| 3.2 粒子群优化算法(PSO) |
| 3.2.1 基本理论 |
| 3.2.2 PSO算法优化的基本步骤 |
| 3.3 PSO算法优化设计C、L波段的EDFA |
| 3.3.1 光网络中EDFA的优化目标及评估函数 |
| 3.3.2 PSO算法优化设计C波段EDFA |
| 3.3.3 PSO算法优化设计L波段EDFA |
| 3.3.4 仿真实验结果讨论 |
| 3.3.5 PSO算法优化EDFA与GA算法优化EDFA比较 |
| 3.4 小结 |
| 4 S波段光纤放大器优化设计研究 |
| 4.1 用于WDM系统的S波段光纤放大器研究 |
| 4.1.1 S波段光纤放大器研究进展 |
| 4.2 可应用于WDM系统的S波段EDFA仿真分析 |
| 4.2.1 S波段、S+波段EDFA仿真分析 |
| 4.2.2 PSO算法优化设计S波段EDFA |
| 4.3 S波段EDFA的ASE滤波器分配方案讨论 |
| 4.4 小结 |
| 5 掺铒光纤放大器(EDFA)增益平坦性研究 |
| 5.1 优化设计自身增益平坦的EDFA |
| 5.1.1 通过改变光纤基质类型来改善放大器的增益平坦性 |
| 5.1.2 通过掺杂来改善放大器的增益平坦性 |
| 5.1.3 通过全局搜索算法来优化设计EDFA实现增益平坦 |
| 5.2 静态增益均衡滤波器 |
| 5.2.1 基于光纤光栅的增益平坦滤波器 |
| 5.2.2 基于光纤环镜的增益平坦滤波器 |
| 5.3 动态增益均衡滤波器 |
| 5.3.1 全光纤声光可调滤波器(ATOF) |
| 5.3.2 级联式液晶光学谐波均衡(OHE) |
| 5.3.3 非对称Mach-Zehnder干涉仪级联式DGE |
| 5.3.4 全息聚合物液晶光栅的可调增益均衡器 |
| 5.3.5 VOA(Variable Optical Attenuator)+GFF |
| 5.4 EDFA增益平坦化方案优劣势比较分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 光纤通信与波分复用系统概况 |
| 1.1.1 光纤通信的发展 |
| 1.1.2 波分复用系统概况 |
| 1.2 宽带掺铒光纤放大器及其研究现状 |
| 1.2.1 光放大器及其分类 |
| 1.2.2 光纤通信系统对掺铒光纤放大器的要求 . |
| 1.2.3 实现宽带放大的主要技术方案 |
| 1.2.4 宽带碲基和铋基掺铒光纤放大器的研究现状 |
| 1.3 论文研究目的及意义 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 1.4.1 论文主要研究内容 |
| 1.4.2 课题来源 |
| 2 实验与光谱理论 |
| 2.1 玻璃样品的制备 |
| 2.1.1 碲酸盐玻璃样品原料及制备 |
| 2.1.2 铋酸盐玻璃样品原料及制备 |
| 2.2 玻璃样品的测试 |
| 2.2.1 物理性质的测试 |
| 2.2.2 光谱性质的测试 |
| 2.3 铒离子的光谱理论 |
| 2.3.1 稀土元素及铒离子能级 |
| 2.3.2 Judd-Ofelt 理论 |
| 2.3.3 McCumber 理论 |
| 3 单掺稀土铒离子对于碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究 |
| 3.1 碲酸盐玻璃样品组分配比 |
| 3.2 碲酸盐玻璃样品的光谱特性 |
| 3.2.1 不同铒离子掺杂浓度下的荧光谱 |
| 3.2.2 不同铒离子掺杂浓度下的荧光强度和寿命 |
| 3.3 铒离子1.53ΜM 波段荧光谱展宽 |
| 3.3.1 荧光谱的Lorentz 线型分解 |
| 3.3.2 四能级模型及荧光谱展宽分析 |
| 3.4 铒离子的无辐射能量转移与荧光猝灭 |
| 3.4.1 铒离子的无辐射能量转移机理 |
| 3.4.2 铒离子的协作上转换系数 |
| 3.5 稀土铒离子的溶解性 |
| 3.5.1 临界浓度和临界相互作用距离 |
| 3.5.2 稀土铒离子的溶解性 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 多稀土离子共掺下碲酸盐玻璃光谱特性的研究 |
| 4.1 碲酸盐玻璃样品组分配比 |
| 4.2 碲酸盐玻璃样品的吸收光谱 |
| 4.3 ER~(~(3+))/Yb~(3+)共掺碲酸盐玻璃的光谱特性 |
| 4.3.1 铒离子1.53μm 波段荧光和上转换发光 |
| 4.3.2 Er~(3+)/Yb~(3+)离子间的能量传递 |
| 4.3.3 上转换发光机理 |
| 4.3.4 理论模拟 |
| 4.4 ER~(3+)/Yb~(3+)/CE~(3+)共掺碲酸盐玻璃的光谱特性 |
| 4.4.1 铒离子1.53μm 波段荧光和上转换发光 |
| 4.4.2 Er~(3+)/Ce~(3+)离子间的能量传递 |
| 4.5 ER~(3+)/CE~(3+)离子间能量传递速率的提高 |
| 4.5.1 傅里叶—红外（FT-IR）吸收光谱 |
| 4.5.2 Er~(3+)→Ce~(3+)间能量传递速率的提高 |
| 4.5.3 铒离子1.53μm 波段荧光谱 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 单掺铒离子情形下铋酸盐玻璃荧光衰减特性研究 |
| 5.1 铋酸盐玻璃样品组分配比 |
| 5.2 铋酸盐玻璃的红外透射谱 |
| 5.2.1 玻璃样品的红外透射光谱 |
| 5.2.2 OH-根离子的吸收系数和浓度 |
| 5.3 激发态~4I_(13/2) 能级铒离子荧光衰减特性 |
| 5.3.1 铒离子荧光衰减曲线 |
| 5.3.2 铒离子荧光衰减机理 |
| 5.4 铋酸盐玻璃的除水处理研究 |
| 5.4.1 红外吸收光谱及OH~-离子浓度 |
| 5.4.2 铒离子荧光衰减曲线 |
| 5.4.3 铒离子荧光光谱 |
| 5.4.4 光纤信号增益 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 掺铒铋酸盐玻璃激发态吸收的抑制研究 |
| 6.1 铋酸盐玻璃样品组分配比 |
| 6.2 铒离子激发态吸收及其抑制 |
| 6.2.1 铒离子激发态吸收 |
| 6.2.2 激发态吸收的抑制 |
| 6.3 铒离子1.53ΜM 波段荧光特性 |
| 6.3.1 ~4I_(13/2) 能级铒离子量子效率 |
| 6.3.2 ~4I_(13/2) 能级铒离子总量子效率 |
| 6.3.3 ~4I_(13/2) 能级铒离子增益截面 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 多组分宽带掺铒玻璃光纤的研制及其光谱特性 |
| 7.1 多组分掺铒玻璃光纤的制备 |
| 7.1.1 光纤制备对纤芯和包层的要求 |
| 7.1.2 纤芯和包层玻璃组分的选择 |
| 7.1.3 光纤预制棒的制备 |
| 7.1.4 光纤拉制 |
| 7.2 多组分掺铒玻璃光纤的光谱特性 |
| 7.2.1 光谱测试 |
| 7.2.2 光纤传输损耗 |
| 7.2.3 光纤的放大自发辐射谱 |
| 7.3 多组分掺铒玻璃光纤与石英传输光纤的熔接研究 |
| 7.3.1 光纤熔接预处理 |
| 7.3.2 光纤的非对称熔接 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 宽带铋酸盐玻璃基掺铒光纤稳态放大特性研究 |
| 8.1 掺铒光纤放大器的基本结构和工作原理 |
| 8.1.1 EDFA 的基本结构 |
| 8.1.2 EDFA 的工作原理 |
| 8.2 多组分宽带掺铒光纤放大器的理论模型 |
| 8.2.1 铒离子跃迁的多能级模型 |
| 8.2.2 148011m 泵浦下的粒子数速率方程和光功率传输方程 |
| 8.2.3 98011m 泵浦下的粒子数速率方程和光功率传输方程 |
| 8.2.4 数值模拟 |
| 8.3 宽带铋基掺铒光纤放大器的增益和噪声特性 |
| 8.3.1 模拟参数 |
| 8.3.2 148011m 泵浦下的信号增益和噪声特性 |
| 8.3.3 98011m 泵浦下的信号增益和噪声特性 |
| 8.4 宽带铋基掺铒光纤放大器对于ASE 噪声的处理 |
| 8.4.1 放大自发辐射（ASE）噪声 |
| 8.4.2 带光隔离器后的信号增益和噪声系数 |
| 8.4.3 使用光环形器后的信号增益和噪声系数 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 宽带碲酸盐玻璃基掺铒光纤瞬态放大特性研究 |
| 9.1 宽带碲基掺铒光纤放大器的理论模型 |
| 9.1.1 瞬态粒子数速率—光功率传输方程 |
| 9.1.2 数值算法 |
| 9.1.3 模拟参数 |
| 9.2 宽带碲基掺铒光纤放大器的瞬态响应 |
| 9.2.1 脉冲输入信号的瞬态响应 |
| 9.2.2 瞬态响应时间常数 |
| 9.2.3 双通道输入信号下的瞬态响应 |
| 9.3 宽带碲基掺铒光纤放大器瞬态响应的抑制 |
| 9.3.1 脉冲信号上升沿变化方式选择 |
| 9.3.2 不同上升沿脉冲输入信号的输出响应 |
| 9.4 本章小结 |
| 10 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录：作者攻读博士学位期间参加科研项目和发表论文情况 |
四、980nm和1 480nm泵浦L波段EDFA的优化设计（论文参考文献）
- [1]Er3+、Ho3+掺杂氟碲酸盐光纤的制备及宽带光纤放大器研究[D]. 赵志鹏. 吉林大学, 2021(01)
- [2]新型无源复合谐振腔滤波的窄线宽波长扫描光纤激光器研究[D]. 韦达. 河北大学, 2021(11)
- [3]基于纳米多孔石英玻璃的宽带发光玻璃及光纤研究[D]. 赵若兰. 华中科技大学, 2019(03)
- [4]基于锥光纤微球腔的光频梳研究[D]. 庄世坚. 福州大学, 2018(03)
- [5]基于光纤SBS效应的温度传感测试的理论和实验研究[D]. 葛超群. 杭州电子科技大学, 2018(01)
- [6]线形腔C+L波段掺铒光纤放大器增益控制特性研究[D]. 孟祥宇. 黑龙江大学, 2016(03)
- [7]光纤传输系统中光纤激光器关键技术研究[D]. 白冰. 吉林大学, 2013(08)
- [8]温度对于L-BandEDFA增益斜率影响的理论以及实验研究[D]. 胡永刚. 上海交通大学, 2012(11)
- [9]光网络中的EDFA研究[D]. 曹毅. 北京交通大学, 2011(07)
- [10]多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究[D]. 周亚训. 重庆大学, 2009(12)