连续泵浦及脉冲泵浦下喇曼放大的理论研究

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进入二十一世纪以来,人类物质文明和精神文明不断进步,伴随着现代社会的信息产业高速发展,更高速率以及更大容量的信息传递为人们所需求。传统信息传递方式面临着容量难以提升的极限。现代光通信网络为网络时代海量的信息交换提供了可能性。在经历2000年的互联网经济泡沫破灭以后,曾经一度辉煌的光通信产业遭遇到了长时间的低谷。尽管光通信产业超前式的发展遭到了打击,但是互联网仍旧以45%的复合年增长率不断扩张着,越来越多元化的互联网应用所需求的电信资源逐年增大。而光网络的先天优势必将重新迎来发展的机遇。作为低成本的硅基光器件在通讯领域的集成化和智能化方面具有广阔的应用前景,得到人们越来越多的关注,对其方方面面的研究也更加深入。   本论文对SOI硅波导中信号的放大进行了理论分析与研究,具体内容概括如下:   一、对连续及准连续泵浦光对脉冲信号光进行泵浦放大的线性及非线性过程进行了详细的数值分析。   基于连续泵浦光对脉冲信号泵浦的理论模型,推导了泵浦光和信号光在硅波导中的耦合传输方程。利用该方程数值分析了脉冲信号在硅波导中传输的特性,其中包括泵浦功率,信号功率沿传输长度的分布;不同脉冲参数下,输出信号功率与传输长度的关系,以及信号功率与不同脉冲参数之间的关系。   对耦合方程进行了数值计算,并利用MATLAB软件对于泵浦光及信号光的输出过程及结果进行了数值模拟,并对方程的各个非线性参数进行了模拟计算,得到了泵浦光及脉冲光峰值功率沿波导长度的变化曲线和各参数相对于增益的变化曲线。   二、对脉冲泵浦光对脉冲信号光进行泵浦放大的线性及非线性过程进行了理论研究。   从喇曼放大出发,利用一般介质中,泵浦脉冲与信号脉冲之间的关系,建立了脉冲泵浦光和脉冲信号光在硅波导中的耦合传输方程。数值模拟了泵浦脉冲、信号脉冲在波导中传输的功率分布,分析了不同的脉冲参数下,信号增益与传输长度及不同参数之间的关系。   利用MATLAB软件对于耦合方程进行了数值模拟,并对方程的各个非线性参数进行了对比计算,绘制了各个参数相对于增益的变化曲线。
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