具有信号增益功能的镱铒共掺光功分器研究

《具有信号增益功能的镱铒共掺光功分器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、豪初大·粤硕士学位论文万方数据具有信号增益功能的镱铒共掺光功分器研究万方数据STUDYONERBIUMYTTERBIUMC0．DOPEDOPTICALPO、入呢RSPLITTERⅧTHSIGNALGAINFUNCTIONA刀站sisSubmittedtoSoutheastUniversity1啪岫Ⅲ㈣㈣㈣帅矾Y2707989FortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWangHuiSupervisedbyProf．SunXiaohanandAssociateProf．BaiNingfengSch

2、oolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityMarch2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：垂i垒日期：型f生：i：《东南大学学位论文使用授权声明东

3、南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：量i垦一导师签名：日期：万方数据摘要掺铒波导放大器(EDWA)具有低噪声指数、偏振串扰无关等特性，高浓度掺杂时单位长度具有很高的增益，具有体积小、结构紧凑的优势。将EDWA与

4、光子器件集成，可实现信号无损傲大传输，满足光子器件宽带宽、高速度的需求。本论文主要研究镱铒共掺光波导放大器(EYDWA)的原理，对其增益特性进行仿真分析，同时对其工艺制备展开了初步研究。本文第二章介绍了镱铒共掺光波导放大器的理论。建立了一个以六能级速率方程和功率传输方程为基础的理论模型。在理论模型中，利用有效折射率法分析了器件单模传输条件，采用二维时域一束传播法(F口BPM)获得器件的模场分布，并计算了信号光和泵浦光的重叠积分因子，利用重叠积分因子简化了理论模型。第三章利用以上理论模型，分析了EDWA光子器件的性能。为实现紧凑结构，并提

5、高芯片单位面积利用率，可采用螺旋结构设计EYDWA。这就必须对波导弯曲损耗、并列波导耦合性能进行分析。在此基础上，本文设计了Er、Yb共掺波导Y形光功分器，并分析了其性能。计算结果表明：当Y形分支波导臂长为2rnm时，两臂最佳夹角为O．4。，镱离子与铒离子浓度比(NYB／NER)为4时其性能最佳，Er3+掺杂浓度为1．3×10”ion／era3，其对应的最大增益为4．01dB／cm。此时，Y形EYDWA实现了无损传输，在单臂输出的光强度与输入信号相比，实现了0．15dB的放大。最后本文研究了镱铒共掺氧化铝薄膜制备及镱铒共掺氧化铝芯层光子

6、器件的制作工艺。采用磁控溅射法在Si02衬底．卜制备了厚约为800ran的镱铒共掺氧化铝薄膜，对其进行退火处理，获得了高性能镱铒共掺氧化铝薄膜。在波长为980nm近红外光，泵浦激光器连续输出的额定功率为3．0w的条件下对退火后的薄膜测试了光致发光谱，峰值波长为1532nm。介绍了掺铒氧化铝芯层光子器件的制作工艺，详细阐述了采用了无掩模光刻以及干法刻蚀制备镱铒共掺氧化铝光波导的过程，并对制作参数进行了研究。关键词：镱铒共掺光波导放大器，二维FD-BPM，重叠因子法，干法刻蚀万方数据AbstractAbstractErdopedwavegu

7、ideamplifiers(EDWAs)havemanyattracting凳atures．suchaslownoisefigure．croSS协Ⅱ(absentingandSOon．Highconcentrationsdopingoferbiumioncanprovidelargegainperunitlen昏11，whichleadstoapotentialapplicationofEDWAsforutil说ingcompactstructureandsinailpaeka零a咒a．CombiningEDWAsandphotonic

8、lightwavecircuit①LC)，theycanenablebssless／amplifyinglightwavetransmission,andmeetthedemandofphotonicdev