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掺磷光纤拉曼激光器数值模型和实验

1引言近年来光纤拉曼放大器倍受关注,它具有传统掺铒光纤放大器(EDFA)所不具有的优点:1)增益介质为普通传输光纤;2)增益波长由抽运光波长决定,不受其它因素限制;3)增益高、串扰小、噪声指数低、频谱范围宽、温度稳定性好。但光纤拉曼放大器有一个主要的缺点就是需要特大功率的抽运激光器,解决这个问题的主要途径就是研究低阈值抽运功率,使得普通大功率半导体激光器能作为抽运源使用。本文介绍产生1480nm激光输出的掺磷光纤激光器实验平台以及相关的数值模型。2实验平台抽运源是中心波长为1060nm的双包层激光器(DCF),要产生1480nm的激光输出,如果采用一般的高掺锗增益光纤,其频移量为440cm-1,就需要4阶拉曼频移,即需要4对光纤光栅。虽然光栅间的熔接损耗低(一般小于0.088dB),但4对光纤光栅的总损耗就比较高了,即谐振腔损耗较高。尽管高掺锗增益光纤的拉曼增益很大,但随着增益级数增加,它对输出的贡献也就更小,势必增大激光器的抽...  (本文共3页) 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

高功率单波长及多波长掺磷拉曼光纤激光器的研究

随着全球通信业务快速增长,对新一代的光纤通信系统的容量提出了越来越高的要求。从而,也相应地对现代光通信系统的核心部件——光放大器提出更高的挑战。目前,新一代光放大器——拉曼光纤放大器(RFA)被认为最具潜力和发展前景。其中首要问题是寻找合适的拉曼光放大器泵浦源。光纤激光器作为第三代激光器,与传统激光器相比具有许多优点,在许多方面己体现出具备理想泵浦源的优势。特别是拉曼光纤激光器(RFL)因其同时具有高功率输出及激射波长灵活可调的特性,能弥补目前半导体激光器的不足,而成为光通信系统中的理想泵浦源。本论文基于光纤中受激拉曼散射(SRS)现象的基本原理,围绕拉曼光纤激光器及多波长拉曼光纤激光器(MRFL)展开研究。首先,概述了SRS的基本原理,并对级联拉曼光纤激光器进行了理论分析。给出了拉曼光纤激光器的理论模型,通过对模型的分析给出了基于Newton-Raphson法的数值求解方法。同时为了提高运算速度及保证稳定性,我们采用拉曼光纤激...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

级联拉曼光纤激光器优化设计

拉曼光纤激光器是一种基于受激拉曼散射效应的光纤激光器,只要具备合适的泵浦源,就能够在很大波长范围内获得激光输出,并可以进行宽带调谐,而且与半导体激光器泵浦光源相比,级联拉曼光纤激光器具有输出功率大与光纤耦合效率高等特点,是拉曼光纤放大器的理想泵浦源。本文对拉曼光纤激光器进行了理论分析,并对表征光纤中受激拉曼散射效应的非线性耦合方程组进行求解,在此基础上对不同类型的级联拉曼光纤激光器进行模拟分析及优化设计,本文的主要研究内容如下:第一,概述了受激拉曼散射的基本原理。分析了级联拉曼光纤激光器的泵浦源,增益介质和谐振腔类型。第二,给出了线型腔多阶级联拉曼光纤激光器的模型。并对表征多阶级联拉曼光纤激光器理论模型的非线性耦合方程组进行了分析。设计了求解方法,用四阶龙格-库塔法结合打靶算法进行求解。由于普通的非线性打靶算法收敛性差,收敛速度慢的特点,给出了多维并行打靶算法。结果表明多维并行打靶算法收敛速度很快,很适合求解这类非线性问题。第三...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

《数学的实践与认识》2004年03期
数学的实践与认识

渗流问题灰色数值模型的解法研究

1 问题的提出八十年代后期,人们应用邓聚龙教授创立的灰色系统理论于渗流问题中,开始研究渗流系统的灰色信息问题,但主要是针对集中参数的灰色模型研究[1—2 ] .与集中参数模型相比,分布参数模型在刻画渗流场的时空分布特征方面更具优点.因此,进入九十年代,人们开始研究渗流系统的灰色分布参数模型问题[3—4] .文献[3] 和文献[4] 中的研究成果标志了渗流系统灰色分布参数模型研究的开始.这两项研究的主要成就是:前者探讨了当灰色数值模型的参数值和输入信息全部为灰量时,模型输出量的基本特点以及灰色分布参数模型应用的可行性;后者研究了灰色数值模型中的灰参数问题,而其它输入信息仍视为确定值,研究重点放在了灰参数方面.但这两项研究成果均未依据灰色数学的基本运算规则去建立离散结点的灰色有限元方程,而对灰色数值模型采用了传统算法求解,这样不可避免地导致由输入到输出过程中的信息遗漏,影响模型的应用效果.因此,本文直接运用灰集合和灰色数学的基本理论...  (本文共5页) 阅读全文>>

《河北工程大学学报(自然科学版)》2013年01期
河北工程大学学报(自然科学版)

火灾数值模型的验证和确认

目前,火灾模拟已在火灾科学研究、性能化防火设计、火灾调查、消防指挥决策系统等领域内得到了广泛应用,其在火灾科学研究和工程应用领域扮演着越来越重要的角色。火灾数值模型能否真实的反映现实火灾、模拟精度如何,是需要解决的现实问题。尤其是在性能化设计中,火灾模拟的可信度直接关系到设计结果的可信度。数值模型的验证和确认,简称V&V,是数值模拟的一个重要组成部分,其目的是为了评估模拟程序和物理模型的可靠性,并量化数值模拟程序计算结果的置信度[1-2]。本文重点介绍数值模型验证和确认的研究现状及验证和确认的基本内容和方法,最后举例说明火灾模型确认过程。火灾数值模型中,场模型也即CFD模型应用最为广泛,因此,本文主要针对火灾场模型展开论述。1国内外研究现状1.1确认和验证对于火灾模型来说,ASTM E1355《确定性火灾模型预测能力评估指南》和国际标准ISO16730《消防安全工程-计算方法的评估、验证、确认》所给出的定义为:验证是确定计算方法...  (本文共4页) 阅读全文>>

《国外金属矿山》1992年11期
国外金属矿山

数值模型在地下采掘设计中的应用(一)

地下采掘活动使围岩的应力发生明显的变化。要弄清采场或巷道的状态,就要对岩体中的应力和位移加以分析。对于岩石力学工程师来说,这种分析是一个长期未解决的问题。而岩石力学的发展一直是与岩体应力和位移的分析方法的发展紧密地结合在一起的。 一些最早期的应力分析技术是利用精确数学解(elosed一form solution)或是光弹模型。然而,即使是相当简单的问题,也需要一些精通数学的分析者花费大量的时间求解。结果,这种分析技术在很大程度上仍然是不实用。 60年代计算机的问世,使得那些建立在相当简单的弹性力学原理上,但要求做大量计算工作的程序的开发成为可能。随着计算能力和效率的不断提高,早期在这方面所作努力的结果,促进了能够模拟非常复杂间题的程序开发。现在已经开发了很多这样的数值方法,以适中费用就可获得的计算能力使大部分模型的实际应用成为可能。 下面的讨论就是要帮助对地下采场和巷道围岩的应力、位移和破坏的分析感兴趣的采矿工程师和地质师,熟悉...  (本文共6页) 阅读全文>>

《水利水运科学研究》1987年04期
水利水运科学研究

港域波动的数值模型及其与物理模型和现场观测的比较

一、前 一之一 ,.,~. 口 港内的波功状况,对于船舶系泊,货物装卸等均至关「R要,为筑港_l:程师_卜要关心的问题之一。对于发展中国家而言,每年有许多港口有待新建,亦有许多老港需要改建或扩建,以满足国民经济日益发展的需要,而港内波况,则为工程师在选择港址,确定港工建筑物布局时需要考虑的最重要的因素之一。 筑港工程师和科研人员常需研究并解决地形和平l面形态均甚复杂的港口中的波动问题。对于这一问题,多年以来,)’一‘泛应用了物理模型试验来加以解决。最近一些年来,水工试验室的量测仪器和试验设备,亦有了重大的改进。另一方而,随青计算机价格和本研究课题由丹麦国际开发署资助。水利水运科学研究198了年操作费用的日渐降低,数值模型技术的迅速发展,计算水力学就成为科学家和工程师们手中最有力的工具之一。在流体力学和波功力学领域内,曾提出各种不同的模型,以解决各式各样的技术问题。日前,在这一领域中,数值模型和物理模型并行不悖。因此,将采用这两种...  (本文共8页) 阅读全文>>