掺铒孔辅助导光光纤的特性研究与优化设计!-物理学报.PDF

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 + % %##R % ， ， ， X4 )+ , )% H9DEB2EY %##R （ ） ###0’%(#Q%##RQ+ #% Q#(+*0# -ST- KFUVWS- VW,WS- !%##R S83: ) K8Y? ) V= ) 掺铒孔辅助导光光纤的特性研究与优化设计! ! 郑 凯 常德远 傅永军 魏 淮 延凤平 简 伟 简水生 （北京交通大学光波技术研究所，北京 ###$$ ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） %## $ ’# %## ( 掺铒孔辅助导光光纤是由掺铒的高折射率纤芯、低折射率包层和少量的空气孔组成 采用有限元法分析了掺 ) 铒孔辅助导光光纤的模式特性；给出了数值计算截止波长和模场直径的方法；提出了改进的平均粒子数反转度迭 代算法来数值计算掺铒光纤放大器的增益和噪声系数) 研究空气孔对掺铒孔辅助导光光纤的截止波长、模场直径 和放大器的增益系数的影响 发现：减小相对孔芯距的值，可使截止波长向短波长移动，减小模场直径的值；当孔 ) 的相对大小较大时，截止波长、模场直径和增益的最大值基本上不随孔的相对大小的增大而改变 最后，综合考虑 ) 掺铒光纤基模和二阶模的截止波长、与普通单模光纤的熔接损耗、放大器的增益和噪声系数等因素，优化设计了掺 铒孔辅助导光光纤的四个结构参量———纤芯半径、纤芯与包层的折射率差、相对孔芯距和孔的相对大小) 关键词：孔辅助导光光纤，掺铒光纤，光纤放大器，有限元法 ： ， !## $%* $%++, /JF-GH 截止波长、模场直径和放大器的增益和噪 声系数的影响 最后，根据掺铒光纤的设计原则，优 引 言 ) 化了 的结构参量 同时，比较了 /JF-GH ) /JF-GH 光子晶体光纤具有传统普通单模光纤所无法比 和普通掺铒光纤放大器的特性) 拟的特性，故受到了研究者的广泛关注，成为近几年 光纤研究领域的热点之一) 光子晶体光纤的包层中 % 理论模型 分布着空气孔，在中心处存在缺陷，光可以沿着此缺 陷传播 孔辅助导光光纤（ ) 84902??3?@9A 43.8@.B3A9 基于均匀展宽的二能级M349? 模型，掺铒光纤放