半導(dǎo)體光放大器理論模型及仿真技術(shù)研究.pdf

1、半導(dǎo)體光放大器(SOA)以其工作波長范圍大、體積小、功耗低、反應(yīng)速度快、非線性大和易于集成等優(yōu)點(diǎn)，在DWDM網(wǎng)絡(luò)扮演越來越重要的角色。半導(dǎo)體光放大器在光通信網(wǎng)中除了用于線路放大器外，還在全光波長轉(zhuǎn)換器、調(diào)制器、光開關(guān)等方面的應(yīng)用具有突出的優(yōu)勢。 對半導(dǎo)體光放大器的數(shù)值建模與仿真分析是對其進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的基本技術(shù)基礎(chǔ)。同實(shí)驗(yàn)研究相比，它具有簡單、方便、分析設(shè)計(jì)速度快、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，它同實(shí)驗(yàn)研究也是相輔相成的，通過仿真分析可

2、以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)研究，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果又可以為仿真分析中所使用的模型與參數(shù)的改進(jìn)提供可靠的依據(jù)。 本文對半導(dǎo)體光放大器的基本理論和數(shù)值仿真模型進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究，主要包括以下幾個(gè)方面： 1，較為系統(tǒng)地論述了半導(dǎo)體光放大器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，在此基礎(chǔ)上導(dǎo)出了基于腔內(nèi)電磁場隨機(jī)光場展開的SOA行波方程和載流子速率方程。 2，采用SOA長度分段和噪聲分段的方法建立了一維半導(dǎo)體光放大器靜態(tài)模型，并對模型進(jìn)行數(shù)值化，利用FO

3、RTRAN語言實(shí)現(xiàn)SOA的仿真，詳細(xì)分析了信號光、ASE噪聲以及載流子濃度在半導(dǎo)體光放大器長度的分布，研究了各種參數(shù)對半導(dǎo)體光放大器增益，飽和增益，噪聲譜的影響。 3，建立基于信號和隨機(jī)噪聲光場的半導(dǎo)體光放大器動態(tài)模型，并對模型進(jìn)行數(shù)值化，利用FORTRAN語言實(shí)現(xiàn)對SOA器件的仿真，詳細(xì)分析了半導(dǎo)體光放大器對時(shí)域信號的放大作用，研究了各種參數(shù)對半導(dǎo)體光放大器性能的影響。 4，利用所建立的半導(dǎo)體光放大器時(shí)域動態(tài)仿真模型，