熔锥型光纤侧面泵浦耦合器的研究

该文采用泵浦光纤预拉方法得到一款泵浦耦合效率82%,信号光通过率98%,信号输入与泵浦输入隔离度33 dB,泵浦光反向隔离度24 dB的高效熔锥型侧面泵浦耦合器。将该耦合器应用于自制的20 W脉冲激光器,实现了峰值功率为7 kW的稳定激光输出。研究结果表明,所研制的熔锥型光纤侧面泵浦耦合器在高功率光纤激光器和光纤放大器中具有很好的应用前景。     

光纤光脉冲分路-延迟器及其优化研究

针对高速光脉冲测量系统提出了一种用于高速模拟脉冲信号复制的光纤光脉冲分路 延迟器结构。与其他结构的光纤光脉冲分路 延迟器相比,该结构具有损耗低、输出周期脉冲系列等幅性好的优点。同时,对该结构输出的脉冲功率及其影响因素进行了理论分析。仿真及优化分析表明,通过合理选择各 2×2 耦合器的均匀性并适当安排它们之间的连接顺序,可以增大最小输出脉冲的幅度及减小由于各耦合器的均匀性不为零而引起的输出脉冲幅度系数不等的程度,从而使该结构输出脉冲的参数得到优化。     

光纤定向耦合器的全光微分特性的研究

一个简单的光纤定向耦合器可以通过固定耦合斜率和耦合器的长度来设计。耦合系数和耦合器的长度在满足一定的条件下,光纤耦合器可以设计成一个一阶或者二阶光时间微分器。分析了光纤定向耦合器全光微分特性的工作机理,采用皮秒级高斯脉冲输入此光纤耦合器,通过数值仿真该双芯光纤耦合器,分析了其工作误差、工作带宽、能量效率。分析表明,光时间微分器的工作带宽与耦合器的长度和耦合斜率有关;在光时间微分器参数固定后,二阶光时间微分器的工作带宽大约是一阶的2.9倍。与较长的高斯脉冲相比,较短的高斯脉冲通过光纤耦合器,会有较高的能量效率,但同时会产生较大的误差。在实际应用中应根据具体情况设计不同的光时间微分器,来达到预期的目的。     

一种用于高功率光纤放大器的侧面抽运耦合器

报道了一种应用于高功率光纤放大器的侧面抽运耦合器。采用熔融拉锥工艺以及最基本的2×1耦合方式, 实现了高耦合效率、高隔离度的光纤侧面耦合器的研制。通过对多种不同光纤组合的研究, 发现采用外径125 μm, 数值孔径为0.46的无源双包层光纤做信号传输光纤和抽运耦合光纤, 可获得高达74％的抽运耦合效率; 耦合器信号光通过率为95％; 信号输入端与抽运输入端的隔离度大于50 dB; 抽运输入端对输出端反向传输光的隔离度 为20 dB。采用该侧面耦合器, 实现了输出功率达1 W的窄线宽全光纤放大器。     

有源光纤耦合器开关性能的研究

数值计算了光孤子在三种不同模型的有源光纤耦合器中的传输,对比分析了三种模型下光纤耦合器开关性能的优劣.研究表明采用分布放大方式的有源光纤耦合器的开关阈值比采用集总放大时的要低,输出端透射率更高,开关更加陡峭.有源光纤耦合器实现开关功能所需的入射脉冲峰值功率可降至mW量级.     

采用1×8光纤耦合器的光时分复用信号产生系统

采用两只１×８单模光纤耦合器,实现了８×２．５Ｇｂｉｔ／ｓ时分复用信号的产生。光源采用ＴＳＬ－２１０型可调谐主动锁模激光器,脉冲周期为４００ｐｓ（２．５Ｇｂｉｔ／ｓ）,脉冲半宽为３２ｐｓ。实验结果表明,这一时分复用信号产生方案具有输出脉冲的间隔和幅度易于调节、成本低、易于实验室控制且制作方便等优点,对较窄脉宽的脉冲源能较方便地根据需要提高其脉冲重复率,不失为一种切实可行的时分复用信号发生方案。     

光纤耦合器中光孤子传输的仿真研究

光纤耦合器因其在光纤通信中的广泛应用而得到深入研究。文中在分析了光脉冲耦合器中光孤子传输特性的基础上,给出了求解光脉冲在N芯光纤耦合器中传输信号的耦合模方程组的对称分步傅里叶解法,同时给出了采用此方法将光脉冲在双芯和三芯耦合器中进行传输演化的仿真结果。     

模耦合与双折射对NOLM开关特性的影响

从光耦合器的耦合方程出发 ,全面分析了光耦合器与环路光纤的模耦合与双折射对NOLM开关特性的影响。研究表明 ,在耦合器为弱耦合条件下 ,环路光纤的模耦合和耦合器的分光比是影响NOLM开关效率和消光比的最重要的因素。只要环路光纤的模耦合角为零 ,分光比为 1:1,其他因素的影响均可忽略。若要求消光比优于 10dB ,环路光纤的耦合角应小于 4°     

基于回波干涉效应的新型光纤信号调制器

理论分析了光纤信号传输系统中光纤端面菲涅耳反射所引起回波的多光束干涉效应,计算了光纤端面的反射回波相干叠加后回波光强随光纤端面间距的变化,针对光的振幅调制设计了基于回波干涉效应的新型光纤信号调制.实验中,从光纤耦合器输入端输入光波,将调制信号以电压形式加载于压电陶瓷管,使其伸缩振荡来控制两光纤端面间距离,光信号在光纤端面发生菲涅耳反射产生回波并发生回波干涉效应,从光纤耦合器回波端得到回波信号.实验结果表明,这种光纤信号调制器获得调制度约为95%,信噪比约为10 dB,带宽约为200 kHz.     

8×2.5Gbit/s光时分复用信号产生系统

介绍由２×２光纤耦合器进行级联实现的８×２．５Ｇｂｉｔ／ｓ光时分复用信号产生系统，信号源采用增益开关量子阱ＤＦＢ激光器，脉冲周期为４００ｐｓ。实验结果表明，采用这种方案实现的时分复用信号产生系统，插入脉冲的间隔均匀，脉冲的波动小且损耗低。     

Theoretical analysis of high-repetition rate optical-pulsemultiplication using fiber-coupler loop configuration

A new approach to generate ultrahigh-repetition rate optical pulses is proposed and analyzed theoretically. It is different from conventional approaches, which use fiber or integrated waveguide delay line circuits. The high-repetition-rate optical-pulse multiplication phenomenon occurs when the optical pulse's spectral width is greater than the transfer bandwidth of the coupler used. From the analysis, pulse doubling at repetition rates beyond the hundred-GHz range can be achieved using an all-fiber low-loss wavelength-division coupler with a looped end. The output repetition rate can be controlled by using fiber couplers with different equivalent transfer bandwidths     

高能量飞秒脉冲掺Er3 光纤激光器

为了从反常色散光纤构成的飞秒锁模掺Er^3＋光纤（EDF）激光器获得高能量锁模脉冲，提出了采用集总放大器和高损耗耦合输出器有机组合的办法来设计激光器腔体。实验结果表明，该方法能有效地减小降低腔内脉冲能量周期性波动，抑制频谱边带幅度，提高飞秒脉冲高能量及其频谱宽度。采用非线性偏振旋转机制进行锁模，成功获得谱线宽度为18．0nm、重复速率为14．0MHz、脉冲宽度约200fs、单脉冲能量超过1nJ稳定锁模光脉冲，并且激光器自启动锁模泵浦阈值小于20mW。     

Pulse extraction and kW peak power generation with the nonlinearoptical loop mirror in an erbium-doped fiber amplifier chain

The nonlinear optical loop mirror is used to suppress optical noise and residual coherent background between repetitive short optical pulses. An input pulse power fraction of only 0.6% is improved to 80% at the output of the device. The device is passive and, in principle, independent of wavelength, pulse width, pulse repetition rate, and input signal polarization. This technique can be used to generate high peak power pulses using a cascade of optical amplifiers. Here we report the generation of 140 ps square pulses with 2 kW peak power (0.3 μJ) at a repetition rate of 10 kHz     

Tunable passive all-optical pulse repetition rate multiplier using fiber Bragg gratings

We demonstrate a tunable passive all-optical pulse repetition rate multiplier based on the fractional temporal Talbot effect. The multiplier comprises a series of identical linearly chirped fiber Bragg gratings (LCFBGs) interconnected via two multiport (N/spl times/N) switches. Discrete multiplication factors are obtained by simply using the switch to set the optical path of the input pulse train to be reflected by the required number of gratings, and hence, corresponding dispersion, to satisfy the Talbot condition. In our demonstration, we reflect an 8.62-GHz input pulse train from a cascade of one to four LCFBGs, resulting in discrete repetition rate multiplication factors of 12, 6, 4, and 3, respectively. We obtain output repetition rates exceeding 100 GHz; the multiplied train exhibits excellent signal stability with low amplitude ripple and timing jitter, and the output pulses are of similar duration to those at the input.     

基于瑞利散射和布里渊散射的自调Q双包层掺镱光纤激光器研究

结合光纤干涉环原理和受激布里渊散射效应数值求解描述双包层掺镱光纤激光器的速率方程,得到构建光纤干涉环的耦合器耦合率及泵浦功率与输出脉冲重频的关系;进一步采用掺镱双包层光纤激光器中光子数守恒的半数值模型得到耦合器耦合率、泵浦功率与输出平均功率、脉冲能量的关系。实验测试了不同泵浦功率对输出平均功率和脉冲能量的影响,实验结果与仿真结果吻合。研究表明:提高泵浦功率只能提高脉冲重复频率和平均功率,并不能提高脉冲能量;选择合适耦合率的耦合器构建光纤干涉环才能获得较高脉冲能量;泵浦功率较高时会激发二阶斯托克斯光脉冲。     

全保偏非线性偏振环形镜锁模掺铒光纤激光器

研究了基于非线性偏振环形镜锁模的全保偏光纤激光器锁模机制。在非线性偏振环形镜中,用偏振分束器取代传统的非线性放大环形镜锁模激光器中的光纤耦合器,并辅以非互易性元件和增益光纤,作为全保偏光纤激光器中实现稳定锁模的核心器件。构建了一台基于非线性偏振环形镜的掺铒光纤锁模激光振荡器,实现了重复频率75 MHz,时域脉冲宽度141 fs,总输出功率约30 mW的稳定锁模脉冲序列输出。该激光器具有双向输出,且通过调节腔内波片可调节输出功率。此外,对激光器输出功率和重复频率的稳定性进行了评价,在自由运转情况下,1 h内输出脉冲序列的平均功率波动小于0.05%,重复频率的1 s相对稳定度为2.010-8。该结构的全保偏光纤激光器可开机自启动锁模,且环境稳定性高、重复频率较高、脉冲宽度窄,能满足激光测距、激光加工、激光光谱成像、航天等应用对超短脉冲光源的需求。     

长腔被动锁模掺镱光纤激光器的方波脉冲产生

报道了一种基于非线性光纤环形镜(NOLM)、工作在耗散孤子共振(DSR)区的长腔被动锁模掺镱光纤激光器,该激光器谐振腔的总长度约为1502 m,可以输出重复频率为133.18 kHz的高能量方波脉冲,且输出脉冲的宽度和单脉冲能量均随泵浦功率的增大而呈线性增大。当泵浦功率增大到414.47 mW时,输出的方波脉冲具有最大宽度(761.6 ns),同时单脉冲能量达到了最大值(60.2 nJ)。通过改变NOLM中单模光纤的长度,进一步研究了谐振腔长度对输出方波脉冲特性的影响,结果表明:谐振腔越长,所得DSR方波脉冲越宽,脉冲峰值功率越低。     

10 GHz超低抖动光短脉冲源

报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源.将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲.由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲.     

Picosecond laser diode pulse amplification up to 12 W by laserdiode pumped erbium-doped fiber

Intense picosecond optical pulse generation from a gain-switched laser diode (LD) was demonstrated using a 1.48-μm LD-pumped Er³⁺ -doped fiber laser amplifier. Saturation characteristics of the amplifier output power were also measured as a function of input repetition frequency. An amplified peak power of 12 W and 105-pJ pulse energy were obtained for 9-ps pulses at a 33-GHz repetition frequency. This is the highest peak power yet demonstrated in pulse generation employing all-laser diodes as active devices