Er与Yb共掺波导放大器的ADI-FDTD数值模拟

计算物理 ›› 2003, Vol. 20 ›› Issue (5): 443-446.

Er与Yb共掺波导放大器的ADI-FDTD数值模拟

陈海燕^1,2, 戴基智¹, 黄绣江¹, 刘永智¹

1. 电子科技大学光电信息学院宽带光纤传输与通信系统技术国家重点实验室, 四川成都 610054;
2. 江汉石油学院理学院, 湖北荆州 434023

收稿日期:2002-09-10 修回日期:2002-12-03 出版日期:2003-09-25 发布日期:2003-09-25
作者简介:陈海燕(1965-),男,湖北荆州,副教授,博士生,从事光纤与光通信技术方面的研究.

Numerical Simulation of Erbium-Ytterbium Co-doped Waveguide Amplifiers by ADI-FDTD

CHEN Hai-yan^1,2, DAI Ji-zhi¹, HUANG Xiu-jiang¹, LIU Yong-zhi¹

1. National Key Laboratory of Broad-Band Optical Fiber Transmission and Communication Network Technology, College of Opto-electronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China;
2. School of Science, Jianghan Petroleum University, Jingzhou 434023, China

Received:2002-09-10 Revised:2002-12-03 Online:2003-09-25 Published:2003-09-25

摘要/Abstract

摘要： 提出了一种新的简单的数值计算方法模拟Er与Yb共掺磷酸盐玻璃波导放大器(EYCDWA)的增益特性.该方法是基于交变隐式差分方向的时域有限差分法(ADI-FDTD)的迭代方法,用ADI-FDTD计算波导中的光场强度分布,用迭代法研究光波的传输方程.数值结果表明,增加光波导长度和提高Er³⁺浓度是提高EYCD WA增益的两种重要途径,Yb³⁺起能量传递的作用,Er/Yb的比率取1~4较好.

关键词: 光波导放大器, ADI-FDTD, 数值模拟

Abstract: A new and simple numerical computational method simulating the gain characteristics of erbium and ytterbium co-doped phosphate glass waveguide amplifier(EYCDWA)is presented. This algorithm is a combination of the iterative procedure and the Finite-Differences Time-Domain based on Alternating-direction Implicit Method(ADI-FDTD), using ADI-FDTD calculating the normalized field intensity distribution of pump and signal and an iterative procedure studying the power propagation equations of the pump and signal. Numerical results demonstrate that the increase of the length and Er³⁺ concentration is two main approaches to improve the gain of EYCDWA, Yb³⁺ plays an energy transform role and 1~4 ratio of Yb/Er is better.

Key words: optical waveguide amplifier, ADI-FDTD, numerical simulation

中图分类号:

TN252

陈海燕, 戴基智, 黄绣江, 刘永智. Er与Yb共掺波导放大器的ADI-FDTD数值模拟[J]. 计算物理, 2003, 20(5): 443-446.

CHEN Hai-yan, DAI Ji-zhi, HUANG Xiu-jiang, LIU Yong-zhi. Numerical Simulation of Erbium-Ytterbium Co-doped Waveguide Amplifiers by ADI-FDTD[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2003, 20(5): 443-446.

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