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宽带光源在光谱分析、光器件测试以及光纤传感方面都有广泛的应用,基于掺铒光纤(EDF)放大的自发辐射(ASE)宽带光源,因具有高稳定性、功率密度高、体积小等优点,是一种重要的光纤型宽带光源。本论文对EDF-ASE宽带光源输出特性进行理论与实验研究。
论文首先综述了EDF的材料特性,推导出描述EDF增益特性的速率方程和功率传输方程。在此基础上,建立了单程和双程结构掺铒光纤ASE宽带光源的理论模型,数值模拟了在不同泵浦光波长、泵浦光功率和掺铒光纤长度下单程和双程结构ASE宽带光源输出光谱特性,并考察了双程结构中反射率对ASE宽带光源输出谱的影响。采用单程和双程ASE结构方案,实验研究了不同掺铒光纤长度下,980nm和1480nm泵浦掺铒光纤ASE宽带光源输出光谱和功率特性,验证了模拟结果。理论与实验结果均表明,双程ASE结构方案可在显著提升EDF的L波段处的输出功率谱密度,因此,双程结构有利于改善ASE光源的光谱宽度和平坦性。