光纖放大器
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教程既可以作為光纖放大器的介紹,也可以用于了解有關它們的更多詳細信息。我們相信,即使是已經(jīng)對光纖放大器有豐富經(jīng)驗的人,也會發(fā)現(xiàn)它有助于加深理解。重點是基礎物理和由此產(chǎn)生的技術后果;我們不會簡單地將光纖放大器視為“黑匣子”,而是深入了解內部。
y_}K? h5LJijJ ,:0Q1~8 圖:簡單的摻鉺光纖放大器的示意圖。
u@GRN`yn 我們不會深入到數(shù)學細節(jié),而是嘗試創(chuàng)建對操作原理的直觀理解——通常通過用數(shù)值
模擬的示例案例展示某些效果。RP Photonics的
仿真和設計軟件RP Fiber Power是用于此類目的的出色工具,并已廣泛用于本教程。
n@G:e-m{A 在這里,我們專注于包含一些
激光活性摻雜劑的活性光纖。有關光纖的基礎知識,我們將在后續(xù)的教程中講解。
C1ZFA![ 光纖放大器最重要的應用可能是光纖通信,即通過光纖傳輸數(shù)據(jù)。在長距離傳輸
系統(tǒng)中,需要周期性地恢復信號的光功率,例如每 50 公里的光纖。此外,還有一些放大器用于提高產(chǎn)生信號的低功率激光二極管的輸出,尤其是在將信號分成許多光纖之前(例如,在有線電視 = CATV 中)。有時,在接收器之前使用放大器以獲得更好的光電檢測信噪比。完全不同的應用是在高功率激光系統(tǒng)中,其中光纖放大器將激光輻射提升到巨大的功率水平——通常用于連續(xù)波源,但也用于短波和超短脈沖源。本教程涵蓋了所有此類應用程序的基礎。
X{0ax. kA7~Yu5| 01.第一部分:纖維中的稀土離子
Paae-EmC 光纖中的鉺或鐿離子如何放大光?我們如何描述具有復雜 Stark 能級流形和有效躍遷截面的此類離子的行為?為什么有效過渡截面與溫度有關?帶內抽水如何工作?為什么纖維中的飽和效應通常非常強?
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