本文關鍵詞：MOPA高功率光纖放大器優(yōu)化設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來,隨著光纖激光器技術和光纖放大器的發(fā)展,越來越多的領域采用高功率的光纖激光器和光纖放大器來替代傳統(tǒng)的激光器和放大器。在光纖放大器不斷占領新的市場的同時,人們也在不斷的改善其性能。主級振蕩功率放大器(MOPA)可以將功率較小的種子激光經(jīng)過一級或者多級放大后獲得高功率輸出。由于種子激光器的功率較小,容易獲得性能較好的激光輸出。通過使用MOPA結構的光纖放大器,可以在獲得高功率激光輸出的同時,不改變種子激光的優(yōu)良特性。這種光纖放大器的結構設計方式具有廣闊的應用前景是光纖放大器領域的研究熱點。本文針對MOPA結構的光纖放大器的設計和優(yōu)化展開研究和仿真分析,主要完成工作如下：(1)分析稀土摻雜光纖放大器的工作原理,從速率方程出發(fā),推導和建立了各類稀土摻雜光纖放大器的的數(shù)值分析模型。(2)通過對放大器的速率方程的求解和分析,研究影響光纖放大器性能的各種因素,如泵浦功率,光纖長度,摻雜稀土以及摻雜濃度等。(3)通過遺傳優(yōu)化算法來尋找MOPA光纖放大器的最優(yōu)化,為了改善輸出性能,采用遺傳優(yōu)化算法來同時優(yōu)化多級放大器的泵浦功率,光纖長度等多參量,尋找這些合適的參量值。本論文的仿真優(yōu)化結果通過優(yōu)化MOPA光纖放大器的兩級放大中的泵浦功率,光纖長度,摻雜濃度等參量得到了在一定條件下的最佳輸出功率,具備一定的實用價值,同時研究結果對優(yōu)化多級MOPA光纖放大器有較大的參考價值,為光纖放大器的設計提供了一定的理論指導。
【關鍵詞】：光纖放大器 MOPA結構 摻雜光纖 速率方程 遺傳算法
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 放大器的分類11-14
• 1.2.1 半導體光放大器11-12
• 1.2.2 非線性光放大器12-14
• 1.2.3 摻稀土元素光纖放大器14
• 1.3 MOPA結構脈沖光纖激光器國內(nèi)外研究進展14-15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容15-17
• 2 MOPA光纖放大器的理論分析17-33
• 2.1 光纖激光器的理論模型17-18
• 2.1.1 光纖激光器的基本結構17-18
• 2.2 包層光纖結構18-20
• 2.2.1 包層光纖結構18-19
• 2.2.2 包層光纖特性19-20
• 2.3 摻雜光纖20-29
• 2.3.1 摻鉺光纖20-23
• 2.3.2 摻鐿光纖23-25
• 2.3.3 鐿鉺混摻光纖25-29
• 2.4 泵浦耦合技術29-32
• 2.4.1 端面抽運耦合29-30
• 2.4.2 側面抽運耦合30-32
• 2.5 本章小結32-33
• 3 光纖放大器建模以及基本參量與性能的相關研究33-43
• 3.1 仿真模型計算33-36
• 3.2 放大器各類參量對其輸出性能的影響36-39
• 3.2.1 輸出性能與輸入抽運功率的關系36-37
• 3.2.2 輸出性能與光纖長度的關系37-38
• 3.2.3 輸出性能與摻雜濃度關系38-39
• 3.2.4 輸出性能與泵浦光波長關系39
• 3.3 不同方式泵浦下光纖放大器的性能對比39-41
• 3.4 本章小結41-43
• 4 遺傳算法優(yōu)化MOPA放大器43-60
• 4.1 MOPA光纖放大器優(yōu)化43-45
• 4.1.1 MOPA光纖放大器速率方程43-45
• 4.1.2 優(yōu)化方法分析45
• 4.2 遺傳算法45-50
• 4.2.1 遺傳算法簡介45-47
• 4.2.2 遺傳算法基本操作與流程圖47-49
• 4.2.3 MATLAB遺傳工具箱49-50
• 4.3 使用遺傳算法工具箱優(yōu)化MOPA放大器50-54
• 4.4 MOPA雙包層光纖放大器優(yōu)化結果分析54-59
• 4.4.1 遺傳算法工具箱結果分析54-57
• 4.4.2 優(yōu)化后各級放大器特性分析57-58
• 4.4.3 不同條件下優(yōu)化結果對比分析58-59
• 4.5 本章小結59-60
• 5 結論60-61
• 參考文獻61-64
• 作者簡歷64-66
• 學位論文數(shù)據(jù)集66

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