1054nm陣列式光放大器的設(shè)計與制作.pdf

1、由于實際應(yīng)用的光通信系統(tǒng)主要采用1550nm和1310nm的光傳送信號，因而工作于這兩個波長附近的光放大器受到人們的廣泛關(guān)注和大量研究。由于波長的特殊性，工作在1054nm的光放大器被研究得相對較少。由于潛在的軍事應(yīng)用，國外的很多科研機(jī)構(gòu)都對這類器件進(jìn)行了大量的研究。而國內(nèi)在該領(lǐng)域研究的相對較少，目前還處于起步階段，研究水平與國外相比還有很大差距。
　　本文主要探討了在1054nm處實現(xiàn)光放大的陣列式光波導(dǎo)放大器的設(shè)計方案與光波導(dǎo)

2、制作工藝，設(shè)計并成功制作了陣列式摻鐿光纖放大器。主要完成了如下工作：
　　1）詳細(xì)總結(jié)了國內(nèi)外的研究進(jìn)展，設(shè)計了陣列式光波導(dǎo)放大器的實現(xiàn)方案，并分別對泵浦方式和光纖-波導(dǎo)的耦合問題進(jìn)行了討論。
　　2）對平板波導(dǎo)制作工藝進(jìn)行了詳細(xì)的研究：通過大量實驗研究了用混合融鹽離子交換法在摻釹磷酸鹽玻璃上制作光波導(dǎo)的工藝。運(yùn)用離子交換原理分析了實驗失敗的原因，并成功探索出在這種材料上制作光波導(dǎo)的離子交換工藝，得到了制作單模波導(dǎo)和2到4個

3、模式光波導(dǎo)的工藝條件。證明了在這種摻釹磷酸鹽玻璃材料上能夠制作出光波導(dǎo)。詳細(xì)分析總結(jié)了平板波導(dǎo)制作過程中出現(xiàn)的問題，對影響實驗結(jié)果的因素進(jìn)行了討論，提出了相應(yīng)的改善措施，收到了良好的實驗效果。
　　3）對溝道波導(dǎo)制作工藝進(jìn)行了初步的實驗研究：根據(jù)放大器實現(xiàn)方案有針對性地設(shè)計了實用性較強(qiáng)的掩膜板。對溝道波導(dǎo)制作工藝進(jìn)行了大量的實驗研究，通過專門設(shè)計基片夾具和石英坩堝等措施改善了離子交換實驗效果。采用不同工藝條件對溝道波導(dǎo)進(jìn)行了離子交

4、換實驗研究，并在含有溝道波導(dǎo)的基片背面成功制作出了有1個和3個模式的平板波導(dǎo)，增加了溝道波導(dǎo)制作成功的可能性。詳細(xì)分析了溝道波導(dǎo)制作中出現(xiàn)的問題，總結(jié)了影響實驗效果的因素，并提出了相應(yīng)的改善措施。
　　4）設(shè)計并成功制作了陣列式摻鐿光纖放大器：設(shè)計了放大器實現(xiàn)方案，并依據(jù)實現(xiàn)方案制作了陣列式摻鐿光纖放大器。通過實驗對摻鐿光纖長度進(jìn)行了優(yōu)化。采用不同的方法對放大器的增益進(jìn)行了測試，并根據(jù)測試結(jié)果提出了改進(jìn)的放大器方案，取得了良好的實

5、驗效果，實現(xiàn)了設(shè)計目標(biāo)。
　　在陣列式光波導(dǎo)放大器的研究過程中解決了關(guān)鍵的工藝難題，取得了階段性的技術(shù)突破。采用混合融鹽離子交換法在摻釹磷酸鹽玻璃上成功制作光波導(dǎo)，據(jù)我們所知這在國內(nèi)尚屬首次。平板波導(dǎo)和溝道波導(dǎo)的實驗研究為陣列式光波導(dǎo)放大器的成功制作打下了良好的工藝基礎(chǔ)。采用摻鐿光纖制作了可實際應(yīng)用的陣列式光纖放大器，能夠同時對八路1054nm的脈沖信號進(jìn)行放大，單路增益可達(dá)30dB以上。摻鐿光纖放大器的實驗研究為該器件的產(chǎn)品化和