半导体薄膜内包层光纤放大机理与传输特性的研究

目前，光纤放大器使用的掺杂稀土光纤长度较长、带宽有限，不利于集成化光子技术和全光通信的发展。直接带隙的半导体材料用于光放大，具有高增益、宽带宽的优势，将其与光纤良好的波导结构相结合，可用于研制一种新型半导体薄膜内包层光纤，该光纤具有光放大功能。本项目主要研究半导体薄膜内包层光纤的放大机理与光传输特性。从矢量波动方程出发，建立非弱导条件下半导体薄膜内包层光纤的波导模型，并探索提高放大效率和偏振不敏感的波导结构，优化放大光纤的波导设计。在光注入情况下，分析光纤波导中半导体纳米级内包层的量子尺寸效应，研究载流子的输运过程和浓度分布随信号光功率、泵浦光功率、半导体厚度、温度等因素的变化，确定其对光放大的影响，从而指导新型集成化、宽光谱放大光纤的研制。