摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器的研究的開題報告

摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器的研究的開題報告一、選題背景及意義隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展，高速光纖通信系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會信息化發(fā)展的基石之一。光纖激光器是光纖通信系統(tǒng)中至關(guān)重要的光源設(shè)備之一，其具有高功率、穩(wěn)定性好、調(diào)制速度快等優(yōu)良特性。然而，傳統(tǒng)的光纖激光器存在著激光波長固定、頻率穩(wěn)定度不高等問題，難以滿足高速通信系統(tǒng)對于光源穩(wěn)定性和波長調(diào)制性能的要求。因此，若能在光纖中摻入合適的摻雜元素，如鉺元素，將有望解決傳統(tǒng)光纖激光器存在的問題。鉺元素是一種具有較高光譜寬度的摻雜元素，其在光通信領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器是以鉺元素為主要摻雜元素，通過上轉(zhuǎn)換將波長較短的激光器光線轉(zhuǎn)換成波長較長的激光輸出，具有波長可調(diào)性和寬譜特性，可以應(yīng)用于光通信系統(tǒng)中的WDM技術(shù)、光放大器和激光雷達等領(lǐng)域。因此，本文將探究鉺元素在光纖中的應(yīng)用，結(jié)合其克服傳統(tǒng)光纖激光器波長固定和頻率穩(wěn)定不高等問題的特性，研究摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器的相關(guān)技術(shù)和理論，以期為光通信系統(tǒng)中高速、穩(wěn)定的光源設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用提供一定的理論和技術(shù)支撐。二、研究內(nèi)容和方法（一）研究內(nèi)容1.摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.摻鉺光纖的制備工藝及相關(guān)性能測試3.摻鉺光纖激光器輸出特性的理論模擬和實驗研究4.摻鉺光纖激光器中相關(guān)技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化和控制（二）研究方法1.文獻資料調(diào)查和分析，了解光纖、激光器的基礎(chǔ)理論和技術(shù)現(xiàn)狀。2.實驗室制備摻鉺光纖，并進行相關(guān)性能測試及表征。3.建立摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器的理論模型，及利用數(shù)值模擬方法對光器件的輸出特性進行模擬分析。4.建立實驗測試平臺，對摻鉺激光器光輸出的波長、功率等參數(shù)進行測試，并進一步優(yōu)化和控制技術(shù)參數(shù)。三、預(yù)期成果1.掌握摻鉺光纖的制備工藝及相關(guān)性能測試技術(shù)。2.理論建立摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器的模型，完成激光器輸出特性的數(shù)值模擬分析。3.實驗驗證摻鉺光纖激光器的波長可調(diào)性和寬譜特性，并進行相應(yīng)參數(shù)的優(yōu)化和控制。4.撰寫摻鉺上轉(zhuǎn)換光纖激光器的論文，發(fā)表在相關(guān)的學(xué)術(shù)期刊。四、研究計劃與進度安排1.文獻調(diào)研及研究方案設(shè)計（1個月）2.摻鉺光纖的制備及相關(guān)性能測試（3個月）3.理論建模及數(shù)值模擬分析（2個月）4.實驗驗證及相關(guān)技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化（4個月）5.論文撰寫及期刊發(fā)表（2個月）五、參考文獻1.Meng,F.,Liu,X.Q.,Zhang,M.,etal.(2019).Progressoferbium-dopedfiberamplifiers:reviewandoutlook.JournalofOptics,21(3),033003.2.Zhao,J.H.,Wu,Y.Q.,&Liu,Y.F.(2016).Theresearchanddevelopmentoffiberopticcommunicationtechnology(JianhuaZhao)(M).NationalDefenseIndustryPress.3.Lai,T.H.,Tsai,T.H.,&Chung,C.C.(2014).Compacterbium-dopedfiberamplifierwithhighgainvariationinawidewavelengthrange.Optik-InternationalJournalforLightandElectronOptics,125(2),504-507.4.Wei,Y.,Zhang,X.,Lu,S.,etal.(2019).All-fibertunablecombfilterbasedonathulium-d