光纤有线电视系统中掺铒光纤放大器的研制

成功地解决了ＣＡＴＶ光纤放大器的技术难点：（１）增益,噪声与泵浦功率的关系;（２）增益,噪声与掺铒光纤长度的关系;（３）增益,噪声与泵浦方式的关系。研制成功的ＣＡＴＶ光纤放大器具有输出功率大、增益高、噪声低和频带宽等特点,在输入光功率０￣＋６ｄＢｍ时,输出光功率１８ｄＢｍ,典型噪声系数４．６ｄＢ,小信号增益为３２ｄＢ,工作波长范围为１５４０￣１５６５ｎｍ。     

高功率光纤激光器反向光放大和损伤特性数值分析

利用速率方程模型对主振荡?功率放大器结构的1 μm波段掺镱（Yb）高功率光纤激光器中存在连续波反向信号光时的功率特性进行了理论分析,结果显示反向信号光功率会被高功率激光放大器所明显放大,10 kW级的光纤激光器中,100 W的反向信号经过放大器后功率会被放大至kW量级;与此同时,反向信号放大过程对反转粒子数的消耗会导致激光器的正向输出功率的严重下降。另外,反向信号放大也会导致放大器输出端的激光功率过强,加剧泵浦吸收和受激发射过程,增加该处的热负载、导致温度大幅上升100 ℃以上,对稳定性产生潜在影响。反向信号导致振荡器提供的正向种子光功率波动和下降时,正向信号不能充分饱和有源光纤中的增益,会进一步加强反向信号在主放大级中的放大作用,进而对系统造成更严重的影响。提高正向种子光功率、增强正向信号对激光增益的饱和作用,有助于抑制反向信号的放大过程,但需综合考虑种子源稳定性、热负载、热致模式不稳定和受激拉曼散射等因素合理选择种子光功率。     

单波长掺铒光纤放大器的智能优化设计

提出了一种基于单波长的智能化掺铒光纤放大器结构方案,并进行了相关仿真研究.该掺铒光纤放大器通过控制若干个1×2光开关选择对于不同输入光信号功率所需要的最佳铒纤长度,结合泵浦功率的调节,可以得到最优的增益和输出光信号功率.仿真实验表明该放大器可以达到较好的性能,既可以作为功率放大,也可以用作前置放大和线路放大.     

光纤长度优化的高功率铒镱共掺光纤放大器

为了研究不同增益光纤长度下1555nm高功率光纤放大器的输出功率,采用两级混合结构的方法,用掺铒光纤放大器和双包层铒镱共掺光纤放大器分别作为1级预放大器和2级主放大器。掺铒光纤放大器对信号光进行预放大,并提高放大器的信噪比;双包层铒镱共掺光纤放大器为主放大器,其双包层结构可以把更多的多模抽运光耦合进系统。对铒镱共掺光纤的最佳长度做了理论分析和实验验证,在信号光功率为10mW、掺铒光纤放大器的抽运功率为318.58mW、双包层铒镱共掺光纤放大器的抽运功率为11.71W、增益光纤长度为14m时,输出功率取得了2.11W的实验数据。在分析输出信号光谱时发现,L波段附近有放大自发辐射谱出现,这是选择的增益光纤过长导致的。结果表明,在光功率和信号光功率一定时,光纤放大器有一个最佳的光纤长度。这一结果对研究光纤放大器的高功率输出是有帮助的。     

有线电视光接收机指标评述

有线电视光纤传输网络现已敷设到村、楼幢 ,对提高有线电视传输质量较以前有非常明显的效果。光纤传输系统主要由光发射机、光缆和光接收机三部分组成 ,在光发射机、光缆决定以后 ,如何选择性能价格比高的光接收机 ,成为网络改造、大批应用光节点传输所要着重考虑的问题之一。1　光接收机原理光接收机原理框图如图 1所示 ,由光探测器ＰＩＮ管进行光电转换 ,经前置低噪声放大 ,由宽带功率倍增放大 ,向同轴电缆输出射频信号。图 1　光接收机原理框图光探测器ＰＩＮ管及第 1级放大器 (前置放大器 )是整机的核心部分 ,它决定了光接收机的主要性…     

57 W 2.05μm单横模掺铥光纤激光MOPA

基于商用单模掺铥石英光纤设计了高功率2.05μm波段全光纤主振荡功率放大器（MOPA）。以自制环形腔掺铥光纤激光器为种子,利用级联滤波型波分复用器优化长波长种子的光信噪比,基于MOPA结构实现了高效的高功率输出。基于速率方程模型,理论分析了主放大级的注入信号光功率和增益光纤长度的优化关系;实验中在102.6 W的793 nm泵浦功率下获得了输出功率为57 W、光谱线宽为0.08 nm、光信噪比为58.8 dB的单横模激光输出,主放大级斜效率为52.6%。     

1053 nm掺Yb光纤放大器脉中放大实验研究

本文给出掺Ｙｂ光纤脉冲放大的实验结果,在一段长１８ｍ的Ｙｂ光纤中获得了超过２６ｄＢ的增益．利用１．０５３μｍ单模ＬＤ激光器作注入信号．重复频率为１ｋＨｚ,脉宽分别为１μｓ、２μｓ、５μｓ、１０μｓ．增益与泵浦功率等关系的实验结果表明增益对泵浦功率、光纤长度和信号功率敏感。当小信号放大时,输出脉冲不失真,表明该放大器可用于高脉冲能量激光的前置放大．     

利用1．313μm激光泵浦掺铒石英光纤产生上转换放大自发辐射

报道了利用１．３１３μｍ波长调Ｑ锁模Ｎｄ３＋：ＹＬＦ激光泵浦国产掺铒石英光纤同时产生可见光４６３ｎｍ（４６３ｎｍ，４７５ｎｍ，４８５ｎｍ，４９４ｎｍ，５０１ｎｍ，５１０ｎｍ），５２５ｎｍ，５４０ｎｍ（５２５～５６４ｎｍ），二次谐波信号６５６ｎｍ（６５６～６７５ｎｍ）和近红外８０４ｎｍ（７８４～８２０ｎｍ）等波段放大自发辐射的实验结果．在可见光４６３ｎｍ波段，在高泵浦功率下观察到随泵浦光功率增大，邻近几个中心波长与４６３ｎｍ波长信号产生类似级联共振放大增强的现象。同时发现几个中心波长辐射光谱宽度随泵浦光功率增加有加宽的关系，这与现有实验结果报道不一致。实验中还发现３ｍ长光纤与４．５ｍ长光纤在输出可见光自发辐射光谱方面有很大的不同．３ｍ光纤在相等泵浦光功率下．出现邻近波长共振放大加强的几率比４．５ｍ光纤小得多。根据能级跃迁关系提出了共振四光子吸收将基态４Ｉ１５／２离子抽运到高能态２Ｇ７／２，然后跃迁辐射回到４Ｉ１３／２态的机制，给出了实验结果的初步机理解释。     

磷硅酸盐光纤拉曼转换器抽运的大功率铒光纤放大器

1 引言铒光纤放大器在1.55 mm区传输信号的近代光纤通信线路中得到广泛应用。在这种情况下，信号在常用的1.53~1.56 mm区（C带）和1.56~1.60 mm区（L带）都得到有效放大。放大器的一个重要特性是它的饱和功率或信号放大状态下的最大输出功率（放大器输入功率保证可观地抑制自发发光）。对于波分复用通信系统，提高放大器的饱和功率是非常迫切的，因为增加信道数会增加光纤传播信号的总功率。目前通信线路使用的放大器，最大输出功率为100~200 mW。它是由在0.98 mm或1.45~1.48 mm区辐射的单模半导体激光抽运源功率决定的。然而在波分复用…     

用EDFA提高激光雷达的信噪比

提出了掺铒光纤放大器(EDFA)应用于激光雷达接收系统光学前置放大器以提高雷达探测性能和作用距离的方法.回波信号功率是影响雷达探测分辨率的因素,它随着探测距离的增大而减小.讨论了光电检测前放大回波信号的技术,结合激光雷达回波信号的特点对EFDA主要应用特性(增益特性、噪声特性)进行理论分析.建立了雷达信号传输模型,讨论了大气消光与大气湍流对回波信号的影响.将PIN-FET用作光电探测,给出了没有采用光放大和采用EDFA光学前置放大情况下的信噪比.数值模拟结果显示,将EDFA用作激光雷达接收机极大地提高了雷达系统的信噪比,探测距离越远探测性能的改善越明显.     

全光纤结构高增益脉冲光纤放大器的实验研究

为了探讨多级级联掺镱光纤放大器的脉冲放大特性,采用主振功率放大技术(MOPA),实验研究了3级级联、全光纤结构的高增益脉冲激光放大器。通过优化各放大级增益光纤的长度和抽运光功率的大小,在保证高放大增益的同时,抑制了掺镱光纤中自发辐射光的自生激光振荡,并对第2放大级进行了结构优化。在脉冲激光放大过程中实现了中心波长1064nm、脉冲宽度19ns、重复频率5kHz、峰值功率3.8kW、总放大增益达43.8dB的稳定激光输出。同时,制作完成了1台结构紧凑、全光纤结构的脉冲光纤放大器样机,对重复频率1Hz的低频脉冲信号进行了放大实验,也得到了43.2dB的输出信号增益。结果表明,本脉冲光纤放大器对低频脉冲信号有很好的放大效果。     

高效率纤芯同带抽运铒镱共掺光纤放大器

搭建了输出1535nm激光的铒镱共掺光纤放大器,通过注入1064nm信号光以抑制Yb离子波段处的放大自发辐射光,放大后的1535nm最大功率为3.2W。然后利用1535nm激光进行了1570nm种子光纤芯同带抽运铒镱共掺光纤放大实验,研究了在不同功率的抽运光时放大器的输出功率和光谱。当种子光功率为80mW,铒镱共掺光纤长度为5m,1535nm抽运光为2.1W时,放大器最大输出功率为1.22W,斜率效率为58.4%。同时进行了常规的976nm包层抽运1570nm种子光的对比实验。基于同一种子光和相同长度的增益光纤,常规抽运方式的斜率效率为23.7%。实验结果证明了同带抽运方式具有更高的转换效率。     

单频EYDFA中种子光功率和增益光纤温度对输出线宽的影响

针对单频激光在放大过程中线宽展宽的问题,对1 550 nm单频铒镱共掺光纤放大器（EYDFA）中种子光功率和温度对输出线宽的影响进行了实验研究。实验对比了不同种子光功率、增益光纤温度下,放大后线宽的变化情况。实验结果表明,获得相同输出功率时,提高的种子光功率会增加输出信噪比（SNR）,并降低放大后线宽展宽的程度。当种子光功率确定时,增益光纤温度也会影响输出线宽。在相同泵浦功率下,增益光纤温度上升会提高放大器的效率和增加受激自发辐射（ASE）强度,但会使输出线宽的展宽增加。同时,分析了种子光功率和温度影响EYDFA输出线宽的原因,认为ASE是影响线宽展宽特性的原因之一。     

1053 nm掺Yb3+双包层光纤放大器脉冲放大特性研究

从掺Yb^3＋光纤放大器（YDFA）的功率传输方程出发，采用有限差分法对掺Yb^3＋双包层光纤放大器在1053nm的脉冲放大特性进行数值分析。模拟计算了在977nm前向抽运下，光纤放大器中的上能级粒子数，抽运光和放大自发辐射（ASE）在光纤中的稳态分布。分析了掺Yb^3＋双包层光纤放大器的单脉冲波形畸变以及控制输入脉冲形状来产生需要的超高斯输出脉冲形状。讨论了最佳长度以及抽运方式差别等问题。     

适用于波分复用系统的增益平坦型掺铒光纤放大器的研究

1 前言 光纤有线电视系统主要由光发射机、光缆、光纤放大器、光接收机等设备组成。光发射机的作用是将有线电视信号转换为光纤中传输的光信号。光接收机是将光信号再转换为电信号送给用户,光缆主要用来长距离传输光信号。在长距离传输信号过程中,为了保证信号的传输质量,需要在信躁比尚不太下降时,即进行传输损耗的补偿,以提高信号的电平,扩大信号的传输距离,这就需要中继放大器。光纤放大器即为将光信号放大的设备。     

几种低噪声前置放大电路及应用

在音频放音系统中,音频前置放大器是必不可少的重要设备之一。由于磁头、传声器等输出的信号是很微弱的,用此信号直接推动功率放大器是不可能的。因此,需要有一个放大器放大来自磁头、传声器等的微弱信号,即需要一个音频前置放大器。在设计音频前置放大器时,考虑到这部分电路是增益很高的小信号放大电路,在放大信     

利用免疫算法优化设计的宽带大增益拉曼光纤放大器

为提高拉曼光纤放大器(RFA)的增益带宽和输出增益、改善增益平坦度,本文以掺铒碲基光纤作为放大介质,使用6个泵浦光设计了一款能够实现对C+L波段共100 nm带宽信号光平坦放大的拉曼光纤放大器.在设计过程中,针对拉曼光纤放大器模型中的非线性优化和组合优化问题,采用免疫算法配置泵浦光波长和功率的方法来解决,同时保证拉曼光...     

双泵掺铒光纤放大器及其应用

本文从输出光功率、信号增益、噪声指数等几个方面分析了双泵光纤放大器各种结构的特性，并对双泵ＥＤＦＡ为功率放大、中继放在和前置放大的光学结构、性能指标作了比较，且对ＥＤＦＡ与ＣＡＴＶ中的应用作了讨论。     

多波长掺铒光纤激光放大器的放大特性研究

为了研究多波长掺铒光纤激光放大器的放大特性,在单频放大器的基础上,忽略放大自发辐射,推导了描述多波长掺铒双包层光纤放大器的稳态速率方程组,建立了多波长掺铒光纤放大器的理论模型。利用该模型对单波长放大、双波长放大、四波长放大的特性,进行了数值模拟和理论分析;以四波长的激光信号放大为例,对多波长掺铒光纤放大器的放大特性,均衡增益特性进行了研究。结果表明,在单波长注入情况下,光纤放大器的掺杂光纤存在最佳光纤长度为8m;与小信号放大不同,大功率掺铒光纤放大器在1530nm~1560nm之间增益谱趋于平坦;双波长放大输出功率差随着波长间隔的增加线性增大波长间隔为20nm时,通过调节输入信号功率比可以实现最大功率差6.855W的功率均衡补偿;四波长放大时,通过信号功率配比之后的四波长激光输出功率最大偏差为0.28W,在一定范围内实现了均衡增益。这一结果对于掺铒光纤激光的多波长激光输出以及在激光多普勒测风雷达中的应用具有一定帮助。     

1kHz全光纤双程结构掺Yb3+脉冲光纤放大器

以1KHz低重复频率的脉冲激光为信号光源,实验研究了全光纤双程结构的脉冲光纤放大器.利用光纤声光调制器(AOM)滤除了放大过程产生的放大自发辐射光(ASE),并测量了该ASE功率;分析了低重复频率及双程结构对放大器输出特性的影响;研究了抽运光功率对输出脉冲宽度和脉冲峰值功率的影响.在注入信号激光波长1060nm、脉冲宽度10.2ns、峰值功率0.58W时,获得放大脉冲激光的脉冲宽度7.9ns、峰值功率245.2W,对应增益26.3dB.