本文關(guān)鍵詞：MOPA高功率光纖放大器優(yōu)化設(shè)計(jì)，，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(shù)和光纖放大器的發(fā)展,越來越多的領(lǐng)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(lǐng)新的市場(chǎng)的同時(shí),人們也在不斷的改善其性能。主級(jí)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(jí)或者多級(jí)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(jié)構(gòu)的光纖放大器,可以在獲得高功率激光輸出的同時(shí),不改變種子激光的優(yōu)良特性。這種光纖放大器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式具有廣闊的應(yīng)用前景是光纖放大器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)MOPA結(jié)構(gòu)的光纖放大器的設(shè)計(jì)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(dǎo)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(duì)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(zhǎng)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(shí)優(yōu)化多級(jí)放大器的泵浦功率,光纖長(zhǎng)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(jié)果通過優(yōu)化MOPA光纖放大器的兩級(jí)放大中的泵浦功率,光纖長(zhǎng)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(shí)用價(jià)值,同時(shí)研究結(jié)果對(duì)優(yōu)化多級(jí)MOPA光纖放大器有較大的參考價(jià)值,為光纖放大器的設(shè)計(jì)提供了一定的理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：光纖放大器 MOPA結(jié)構(gòu) 摻雜光纖 速率方程 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(dǎo)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(jié)構(gòu)脈沖光纖激光器國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展14-15
• 1.4 本文的研究?jī)?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(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 包層光纖結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2.1 包層光纖結(jié)構(gòu)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(shù)29-32
• 2.4.1 端面抽運(yùn)耦合29-30
• 2.4.2 側(cè)面抽運(yùn)耦合30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 光纖放大器建模以及基本參量與性能的相關(guān)研究33-43
• 3.1 仿真模型計(jì)算33-36
• 3.2 放大器各類參量對(duì)其輸出性能的影響36-39
• 3.2.1 輸出性能與輸入抽運(yùn)功率的關(guān)系36-37
• 3.2.2 輸出性能與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系37-38
• 3.2.3 輸出性能與摻雜濃度關(guān)系38-39
• 3.2.4 輸出性能與泵浦光波長(zhǎng)關(guān)系39
• 3.3 不同方式泵浦下光纖放大器的性能對(duì)比39-41
• 3.4 本章小結(jié)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(jiǎn)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(jié)果分析54-59
• 4.4.1 遺傳算法工具箱結(jié)果分析54-57
• 4.4.2 優(yōu)化后各級(jí)放大器特性分析57-58
• 4.4.3 不同條件下優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 作者簡(jiǎn)歷64-66
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集66

【相似文獻(xiàn)】

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