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    [分享]RP系列 激光分析设计软件 | 光纤放大器设计教程 [复制链接]

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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 05-13
    光纤放大器 Dtox/ ,"  
    教程既可以作为光纤放大器的介绍,也可以用于了解有关它们的更多详细信息。我们相信,即使是已经对光纤放大器有丰富经验的人,也会发现它有助于加深理解。重点是基础物理和由此产生的技术后果;我们不会简单地将光纤放大器视为“黑匣子”,而是深入了解内部。 D+u\ORj  
    *B)10R  
    %GP`H/H(  
    图:简单的掺铒光纤放大器的示意图。
    N)/7j7c~;  
    我们不会深入到数学细节,而是尝试创建对操作原理的直观理解——通常通过用数值模拟的示例案例展示某些效果。RP Photonics的仿真和设计软件RP Fiber Power是用于此类目的的出色工具,并已广泛用于本教程。 d ATAH}r&  
    在这里,我们专注于包含一些激光活性掺杂剂的活性光纤。有关光纤的基础知识,我们将在后续的教程中讲解。 9* P-k.Bl  
    光纤放大器最重要的应用可能是光纤通信,即通过光纤传输数据。在长距离传输系统中,需要周期性地恢复信号的光功率,例如每 50 公里的光纤。此外,还有一些放大器用于提高产生信号的低功率激光二极管的输出,尤其是在将信号分成许多光纤之前(例如,在有线电视 = CATV 中)。有时,在接收器之前使用放大器以获得更好的光电检测信噪比。完全不同的应用是在高功率激光系统中,其中光纤放大器将激光辐射提升到巨大的功率水平——通常用于连续波源,但也用于短波和超短脉冲源。本教程涵盖了所有此类应用程序的基础。 5Y 7 %Z  
    W=y9mW|p/  
    01.第一部分:纤维中的稀土离子 BoXPX2:  
    光纤中的铒或镱离子如何放大光?我们如何描述具有复杂 Stark 能级流形和有效跃迁截面的此类离子的行为?为什么有效过渡截面与温度有关?带内抽水如何工作?为什么纤维中的饱和效应通常非常强? oT|:gih5  
    YZAQt* x  
    ~x[(1  
    02.第二部分:如何描述光 m=TZfa^r  
    如何从激发密度计算增益和泵吸收?为什么增益或损耗光谱的形状通常取决于激发程度,例如在掺铒和掺镱光纤放大器中? \E6 0  
    kZ;Y/DH  
    dt0(04  
    03.第三部分:稳定状态的自洽解决方案 CDY3+!  
    如何计算沿光纤的光功率和激发密度的自洽稳态解?什么情况下这么难?拍摄方法和放松方法有什么限制? v%kl*K`*  
    c_t7<  
    04.第四部分:放大的自发辐射 3e>U(ES  
    什么是放大自发发射 (ASE)?哪些因素会影响其强度?为什么 ASE 的功率和光谱形状强烈依赖于传播方向?为什么 ASE 经常限制可实现的放大器增益? `a[ V_4wO  
    H vHy{S4  
    b'I@TLE')  
    05.第五部分:向前和向后泵送 dkW7k^g  
    正向和反向抽吸的优点和问题是什么?在哪些情况下会影响功率转换效率或放大器噪声水平? @YVla !5O@  
    b\t?5z-Z  
    06.第六部分:用于大功率运行的双包层光纤 nt@uVwfQ  
    包层泵送是如何工作的?为什么它会导致泵吸收不完全的问题,以及如何缓解这些问题?为什么双包层光纤很难进行短波长操作? dGUiMix{N  
    gH.$B'  
    07.第七部分:纳秒脉冲光纤放大器 mKoDy`s  
    光纤放大器系统作为强光脉冲源的优点和局限性是什么?它们与 Q 开关体激光器相比如何?哪些非线性会对短脉冲的放大造成麻烦?增益饱和何时会导致脉冲失真? V+zn` \a  
    WpOH1[ 8v  
    \TLfLqA  
    08.第八部分:用于超短脉冲的光纤放大器 a]J>2A@-I  
    超短(皮秒或飞秒)脉冲的放大会出现哪些额外问题?非线性和色散效应如何一起发挥作用?抛物线脉冲放大或啁啾脉冲放大 (CPA) 能在多大程度上缓解这些问题? 5~$WSL?O)  
    Y-,S_59  
    ;I6C`N  
    09.第九部分:光纤放大器的噪声 lR/Uboyy  
    光纤放大器噪声的来源是什么?噪声系数是如何定义的?为什么准三电平放大器的噪声系数更高?在这方面,光纤放大器的前向泵浦如何更好?泵噪音的影响是否严重? !^EA}N.u  
    $ nMx#~>a  
    B 74  
    10.第十部分:多级光纤放大器 GPx+]Jw8\  
    出于什么原因,使用多个放大器级是有利的?有哪些方法可用于 ASE 抑制?如何最小化放大器噪声? AF, ;3G  
    A8k $.E  
    接下来我们将会对以上的十个部分进行详细介绍,请持续关注
     
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