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掺MgO铌酸锂波导调制器的设计及其抗光损伤阈值的研究

马晶  尹赫  谭立英  李密  
【摘要】:目前LiNbO3集成波导外调制器由于光损伤阈值较低,主要应用于光纤通信等通光功率较低的场合,在设计过程中并未考虑强通光功率所带来的影响,如光损伤、非线性效应产生的信号畸变等。采用掺MgO铌酸锂晶体作为调制器的基底材料可以有效地提高其光损伤阈值。本文以空间光通信为应用背景,设计了可对高功率激光进行高速调制的MgO:LiNbO3波导集成外调制器。为了提高调制器的带宽,利用准静态保角变换原理对具有高光损伤阈值的MgO:LiNbO3集成波导外调制器进行了电极优化设计。为了分析光波导中非线性效应等因素对高速调制光信号的影响,采用光束传播算法(BeamPropagationMethod,BPM)对高功率激光在Mg:LiNbO3波导中的传播进行了仿真。并利用仿真结果对非线性效应所带来的影响及调制器的光损伤阈值进行了分析和研究。该项研究对解决空间光通信系统中高速光调制的功率受限问题具有重要意义,并为惯性约束核聚变等需要高速大功率激光调制技术的应用领域提供了有益的参考。

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