双程前向掺铒光子晶体光纤超荧光光源

为了获得高稳定光纤陀螺掺铒光纤光源和改进传统掺铒光纤超荧光光源的输出稳定性,提出和使用掺铒光子晶体光纤作为超荧光光源的增益媒介。构建了双程前向结构掺铒光子晶体光纤超荧光光源, 研究了这种新型光源的输出特性。分析了掺铒光子晶体光纤长度和泵浦功率对光源输出功率、光谱谱宽和平均波长的影响。结果表明,通过选取光纤长度为10 m 和泵浦功率为220 mW,获得了双程前向结构掺铒光子晶体光纤超荧光光源。输出功率为35.4 mW,光光转换效率约16.09%,谱宽为30.9 nm,平均波长为1 548.3 nm。该结果为进一步研究掺铒光子晶体光纤超荧光光源的环境温度稳定性和适应性奠定基础。     

用于高精度光纤陀螺的宽带掺铒光纤光源

综述了掺铒超荧光光纤光源的国内外研究发展现状,详细探讨了单程前向、单程后向、双程前向、双程后向等几种典型的光源结构;分析了掺铒超辐射型光纤光源的输出特性与泵浦光波长、泵浦功率、光纤长度以及光学反馈的关系;并介绍了当前为改善光源带宽、平均波长稳定性以及输出功率这三个主要参数以满足高精度光纤陀螺的需求所做的一系列探索及研究现状,指出了其技术难点,对掺铒超荧光光纤光源的研究具有一定的参考价值。     

高功率宽带掺铒光纤超荧光光源研究

研究了高掺杂铒光纤构成的双程后向结构超荧光光源输出特性,高掺杂铒光纤在制作超荧光光源方面具有输出功率高和带宽宽的优点.通过模拟得到在一定泵浦功率下获得最大输出带宽的最佳掺铒光纤长度.利用980 nm半导体激光器泵浦优化得到的10 m长的Lucent-LRL光纤,并用自制光纤圈反射镜构成双程后向结构,获得了26 mW的高功率宽带超荧光输出.     

双程后向结构铒光纤超荧光光源的理论分析

本文数值模拟了掺铒光纤超荧光光源的物理过程,对单程前向／后向结构光源的理论与实验结果进行了比较,两者达到了很好的符合,包括在输出信号频谱分布上,文中给出了有关双程后向结构光源特性的理论分析,首次表明,通过优化反射镜参数,在稳定的前提下,双程后向结构光源具有优于其他结构光纤光源的频带宽和泵浦率。     

前向抽运双级双程掺铒光纤宽带光源

提出并实现了一种前向抽运双级双程结构的 1 5 5 μm超荧光光纤光源(SFS)。通过恰当地选择光源的各个参数,包括两段掺铒光纤(EDF)的长度和两级抽运光的功率,在保证平均波长稳定的情况下,获得了同时具有大功率和宽带特性的超荧光输出。这种结构的光源可以很好地满足高精度光纤陀螺(FOG)对光源的要求     

高功率高效率掺铒光纤超荧光光源

优化设计了高功率、高效率掺铒光纤超荧光光源的参数。采用商用掺铒光纤,针对双程后向结构,首先仿真了光源输出功率和带宽随掺铒光纤长度的变化,并用对等实验验证了模拟结果,初步确定掺铒光纤长度的优化范围;理论研究了反射镜反射率对光源性能的影响,计算出最佳反射率并模拟了该反射率下光源的输出光谱;实验研究了抽运功率对光源平均波长的影响,确定了优化的抽运功率范围,并进一步确定了掺铒光纤的优化长度。实验选用110mW抽运功率,13.74m掺铒光纤,获得了输出功率为46.9mW的高功率光纤光源,其抽运转换效率可达42.6%,且光源保持了约34.54nm的宽带宽。     

掺铒光纤宽带光源的优化及光谱分割实验研究

实验研究了不同光纤反射镜和不同光纤长度下双程后向结构掺铒超荧光光纤光源的输出特性，提出了双程后向结构掺铒超荧光光纤光源的优化设计原则。利用光纤Michelson干涉仪和光纤Mach-Zehnder干涉仪，对其进行光谱分割，得到了1550nm附近(1542～1559nm)约20个波长的输出，波长间隔～0．8nm，不平坦度小于0．5dB，消光比大于14dB。     

采用光纤滤波器的高波长稳定性掺铒光纤光源

研究了双程后向结构掺铒光纤光源的平均波长对泵浦功率的赖性。实验结果表明,通过采用掺铒光纤滤波器以及选择合适的泵浦功率,平均波长随泵浦功率的变化能够降低到-9 ppm/mW。在-40~+60℃ 温度范围内,光纤光源的平均波长不稳定性小于33 ppm(峰峰值)。采用5 m 长的掺铒光纤、泵浦功率55mW 与泵浦波长974.2nm 时,光纤光源输出光波的谱宽达到17nm,功率达5.83mW。     

用于高精度光纤陀螺的宽带掺铒光纤光源

综述了掺饵超荧光光纤光源的国内外研究发展现状，详细探讨了单程前向、单程后向、双程前向、双程后向等几种典型的光源结构；分析了掺饵超辐射型光纤光湖源的输出特性与泵浦光波长、泵浦功率、光纤长度以及光学反馈的关系；并介绍了当前为改善光源带宽、平均波长稳定性以及输出功率这三个主要参数以满足高精度光纤陀螺的需求所做的一系列探索及研究现状，指出了其技术难点，对掺饵超荧光光纤光源的研究具有一定的参考价值。     

光谱分割多波长超荧光光源的实验研究

利用自制的反射式全光纤马赫-曾德滤波器,结合双程后向泵浦结构和双程双向泵浦结构掺铒光纤超荧光光源,研制成功C波段和C+L波段的光谱分割多波长光纤光源。     

一种简单的高功率L波段超荧光光源

采用双程前向结构,在一根高浓度掺铒光纤中实现了功率高达13.13mW(11.18dBm)、平均波长为1578.53nm的L波段高功率超荧光输出,在1570nm～1620nm间的功率高于9.38mW。可满足分布式光纤光栅传感、DWDM等由C波段向L波段扩展的带宽及功率需求,同时与C波段光匹配后,可得到功率高于20mW的C+L波段宽带高功率光输出。其中采用普通耦合器制作的光纤圈反射器,将后向的C波段ASE重新引回光纤中,提高了抽运源的利用效率和光纤输出光的稳定性,同时分析了光源的输出功率、平均波长、稳定性等随光纤长度、抽运功率的变化特征,对于光源的应用设计提供参考。     

基于光纤环形镜的双级双程L波段高功率ASE光源

研究了L波段光产生的基本机理,基于3dB宽带耦合器的光纤环形镜作为反射镜,优化设计并通过实验得到了双级双程L波段掺Er光纤(EDF)高功率放大的自发辐射(ASE)输出光谱。两级所用的光纤长度分别为7m(低浓度)和31m(高浓度),在同等条件下,第1级采用双程前向得到功率为21．48mW(13．32dBm)、平均波长为1573．52nm的L波段ASE输出;第1级采用双程后向可实现功率为22．71mW(13．56dBm)、平均波长为1574．66nm的L波段ASE输出。对比分析2种结构输出光谱的抽运光利用效率、光谱平坦度等特性后,得到第1级采用双程后向的双级双程是一种更为理想的实现L波段高功率ASE输出的结构,同时由于C波段易获得高功率(高于30mW)的输出,二者结合即可得到功率高于50mW的C L波段ASE输出。     

新颖的双级双程输出C L波段高功率宽带光源

在分析了采用掺铒光纤(EDF)产生C波段和L波段光的基础上，进一步分析了双级双程结构实现C L波段宽带光源(BBS)的基本原理，优化设计后并通过实验用双级双程结构实现了高功率C L波段宽带放大的自发辐射(ASE)同时输出。其中，第1级采用双程前向可实现功率为19．2mW(12．93dBm)，平均波长为1552．823nm的C L(1520～1610nm之间)ASE输出；第1级采用双程后向可实现功率为21．13mW(13．25dBm)，平均波长为1552．925nm的C L(1524～1610nm之间)ASE输出，两级所用的光纤长度分别为7m(低浓度)和31m(高浓度)。对比分析两种结构输出光谱的抽运光利用效率、光滑平坦特性后，可得出第1级采用双程后向的双级双程是一种更为理想的实现C L波段高功率ASE输出的结构。     

Effect of adding a long period grating in a double-pass backwardEr-doped superfluorescent fiber source

We first demonstrate that by inserting an appropriate long period grating in an Er-doped superfluorescent fiber source (SFS) of double-pass backward (DPB) configuration, the output spectrum can be broadened up to 40 nm. The characteristics of a long period grating (LPG) are then shown to have marked effects on the properties of the SFS. Both measured and simulated results agree well in the trend. The spectrum broadening using an LPG is shown effective over a large pump power range, especially for a single-humped DPB SFS. After the analysis of three types of output spectra, the tolerances of LPG's characteristics are found larger for a single-humped DPB SFS having the dominant band in 1558 nm     

新颖的高平坦度高功率掺铒光纤光源

报道了在前向结构中光纤前端输出处加用3dB耦合器制作的光纤圈反射器形成双程后向输出结构,实现了一种高平坦化的高功率光源。通过调节抽运功率及光纤长度等参量,实现3dB带宽达35．28nm(基本完全覆盖C波段),功率为7．679mW(8．85dBm)和平均波长为1545．881nm的超荧光光纤光源(SS)。与常用技术相比,该技术更简单,实用,同时提高了光源效率,稳定性好,易于降低成本,设计方便。由于L波段的超荧光的本身平坦度较好,此方案可得到高平坦度的C L波段高功率宽带超荧光输山,尤其适用于需要高平坦度高功率超荧光的场合。     

Experimental optimization of an erbium-doped super-fluorescent fiber source for fiber optic gyroscopes

Double-pass forward and double-pass backward erbium-doped super-fluorescent fiber sources(EDSFSs) were combined in one configuration.A 980 nm laser diode pumped the same erbium-doped fiber from both directions using a coupler as a power splitter.The double-pass configuration was achieved by coating the fiber end face.Firstly,an optimal fiber length was found to obtain a high stability of output light wavelength with pump power, and then 1530/1550 nm wavelength division multiplexing was used for spectrum planarization,which expanded the bandwidth to more than 22 nm.The final step was a test of temperature stability.The results show that the rate of the central wavelength change kept to below 3.5 ppm/℃in the range of -40 to 60℃and 1-2 ppm/℃in the range of 20-30℃.Considering all the three factors of the fiber optic gyro applications,we selected 80 mA as the pump current,in which case the central wavelength temperature instability was calculated as 2.70 ppm/℃, 3 dB bandwidth 22.85 nm,spectral flatness 0.2 dB,output power 5.17 mW and power efficiency up to 9.92%.This experimental result has a significant reference value to the selection of devices and proper design of ED-SFSs for the application of high-precision fiber optic gyroscopes.     

Characteristics comparison of Er-doped double-pass superfluorescent fiber sources pumped near 980 nm

The Er-doped superfluorescent fiber sources (SFS's) pumped near 980 mm in double-pass forward and backward configurations are compared for the first time. The results indicate that a double-pass backward SFS is superior to the forward counterpart in many aspects: higher output power at various lengths of erbium-doped fiber, better pump-power dependent mean wavelength stability, and larger linewidths at various fiber mirror reflectance.