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     

高平坦C L波段掺Er光纤超荧光光源实验研究

报道了一种980 nm激光二极管(LD)双向泵浦的高功率、高平坦的稳定掺Er光纤(EDF)超荧光光纤光源(ED-SFS),实现了C+L波段放大的自发辐射(ASE)光的输出。光源采用双向LD泵浦11 m高浓度的EDF串接普通EDF。通过数值模拟,得到了一定泵浦功率下优化输出光谱带宽的合适光纤长度为70 m。实验得到系统输出接近70 nm的C+L平坦增益谱,输出最大功率达28 mW,输出功率稳定性优于±0.02 dB。     

用于传感的具有平坦带宽掺Er光纤超荧光光源的研究

设计和实现了一种双程后向泵浦结构的掺Er光纤(EDF)超荧光光源。通过1×2端的980nm耦合器和980nm的LD,实现了单管双泵浦作用,改善了光源输出光谱、带宽和平坦度,在未加滤波器的情况下,最高功率可达41.48mW(16.18dBm),3dB带宽可达40nm,平坦度为±1.5dB。该光源结构简单、易于实现,应用于光纤光栅(FBG)传感系统,可实现多FBG传感信号峰值功率均衡。     

三级双泵结构光纤ASE光源输出光谱平坦度的改善

为满足光纤布拉格光栅(FBG)传感和波分复用(WDM)光纤通信系统对光源光谱平坦度与带宽的要求,利用调整优化结构参数和增益均衡滤波方法,对三级双泵浦结构掺铒光纤(EDF)放大自发辐射(ASE)光源输出光谱进了行平坦化处理。通过对三段EDF长度优化和两级正反向泵浦功率的调整,使得光源输出光谱覆盖C+L波段,消除了1 570nm附近的光谱凸起;并根据输出光谱特性设计了一种基于长周期光纤光栅(LPFG)的增益平坦滤波器(GFF),对输出光谱进行二次平坦处理,进一步消除了EDF峰值吸收波长1 532nm处的光谱凸起。在C+L波段内获得了0.76dBm的光谱平坦度,光谱3dB带宽达80nm以上。     

三波长环形腔掺铒光纤激光器的设计

设计了一种结构简单、成本低的TW-EDFL(三波长掺铒光纤激光器),其输出波长分别为1 530、1 540和1 550nm,实现了1.5mW的稳定输出功率。研究了EDF(掺铒光纤)长度和泵浦功率与输出功率的关系,得到最佳EDF长度为4.15m、最佳泵浦功率为200mW的结论。在结构中加入3个VOA(可变光衰减器),运用增益均衡的方法来平衡谐振腔内3路信号光的增益和损耗,避免了EDF在室温下的模式竞争效应。     

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。     

泵浦功率对掺铒光纤光源性能影响的实验研究

超荧光掺铒光纤光源技术是高精度光纤陀螺的关键技术之一,其优劣直接影响陀螺的性能。在完成铒纤长度优化设计的基础上,实验分析了泵浦功率对掺铒光纤光源平均波长以及带宽的影响,同时在-20-60℃的温度范围内,测量了不同泵浦功率条件下掺铒光纤光源平均波长、带宽和输出功率随温度的漂移。实验结果表明,当泵浦功率在60—120mW范围内时,平均波长受泵浦功率的影响约为-6．5ppm／mW,可以根据光纤陀螺对输出功率和带宽大小的要求在此范围内选择合适的泵浦功率。最终装配样机的平均波长的长期稳定性（6h）达到5ppm（峰-峰值）,短期稳定性（1h）达到2ppm,可以在此基础上定制合适的光纤光栅滤波器,对ASE光谱进行滤波,使谱形满足高精度光纤陀螺的要求．     

掺铒光纤放大器中相干光波放大与受激布里渊散射

本文报导了发射进掺铒光纤（EDF）中相干光脉冲的受激布里渊散射（SBS）。在50m长的EDF中，当输入功率约高6dBm的阈值功率时，SBS峰值功率约达40dBm。掺铒光纤放大器（EDFA)中的SBS及其放大导致由布里渊功率转换和EDFA粒子数反转降低而引起的前向放大脉冲畸变。     

多波长超宽带铒铥混合掺杂光纤光源

设计并实现了一种多波长超宽带铒铥混合掺杂光纤光源,用一个980nm激光二极管(LD)泵浦掺铒光纤(EDF),输出C+L波段光谱,用980nm LD、1400nm LD和C+L波段光泵浦掺铥光纤(TDF),产生S波段光谱。用耦合器制作光纤反射器(FLM),形成双程后向结构提高转化效率。光谱仪测试S+C+L波段的总功率为34.18mW(15.34dBm),带宽为1460~1610nm,达到150nm。     

全光纤同带泵浦宽带掺镱超荧光光纤光源的实验研究

采用自制的1018 nm光纤激光器做泵浦源,建立了全光纤同带泵浦的宽带掺镱超荧光光纤光源实验系统,首次利用同带泵浦对单程前向结构的超荧光产生进行了深入的实验研究。研究结果表明:基于同带泵浦的掺镱超荧光光源的斜率效率高达88%,半极大全宽度（Full Width at HalfMaximum,FWHM）最宽可以达到14.81 nm。掺镱光纤长度的改变,将影响超荧光光源的最大输出功率、斜率效率及中心波长,随着掺镱光纤长度的增加,最大输出功率和斜率效率下降,中心波长红移。固定光纤长度,改变泵浦功率,随着泵浦功率的增加,超荧光的最大功率和FWHM增加,光谱中心波长偏移很小。在掺镱光纤长度为5.7 m时,超荧光光源的最宽FWHM为14.81 nm,斜率效率在80.3%以上,输出功率的波动小于1%,没有驰豫振荡出现。     

单级结构C+L波段掺铒光纤宽带光源

报道了利用双向抽运单级掺铒光纤结构研制的高效率C L波段放大自发辐射(ASE)宽带光源。实验表明,该结构在一定的掺铒光纤长度范围内,均可通过调节前后向抽运功率来获得带宽达80 nm(1525~1605 nm)光谱平坦的C L波段宽带光源。光源的抽运转换效率与掺铒光纤长度、前后向抽运功率分配有关。选择所需的最短掺铒光纤长度制作光源,既可以节省光纤,降低成本,还可以提高抽运转换效率。利用该光源结构获得了输出功率为13.5 dBm,抽运转换效率达23.2%的高效率C L波段放大自发辐射宽带光源。     

掺铒光纤ASE宽带光源的实验研究

掺铒光纤ASE源是一种优良的宽带光源,受到人们广泛关注.实验研究了掺铒光纤ASE宽带光源单、双程结构后向ASE输出光谱特性,当泵浦光中心波长为1480 nm时,分别考察了掺铒光纤长度、泵浦光功率对后向ASE输出平坦区间宽度和平坦度的影响.通过对两种结构下后向ASE输出光谱的分析比较发现,双程结构在L波段长波长处,尤其是1570～1620 nm波长范围,功率显著提升,从而使得ASE光谱的平坦区间宽度增大,平坦度提高.所得实验结果将为掺铒光纤ASE宽带光源的研制提供依据.     

基于光纤环形镜的L-波段掺铒光纤放大器增益的提高

提出了一种基于光纤环形镜作为反射器的反射式L-波段掺铒光纤放大器(EDFA)结构。光纤环形镜不但可以反射后向放大自发辐射(ASE)作为二次抽运源，而且还可以反射信号，使信号得到二次放大。当抽运功率为115mW时。在1570～1605nm波长范围内，反射式L-波段掺铒光纤放大器的平坦小信号增益达到29．14dB，与前向抽运方式L-波段掺铒光纤放大器相比(保持平坦性不变)。增益提高了5．33dB。分别输入波长为1580nm和1600nm的信号，反射式L-波段掺铒光纤放大器的饱和输出功率为7．63和7．6dBm．与前向抽运方式L-波段掺铒光纤放大器相比分别提高了2．98和3dB。     

超宽带ASE光纤光源研究

报道了一种简单结构的超宽带ASE光纤光源,采用两个相同的980 nm半导体激光器对同一段掺铒光纤进行抽运,通过选择合适的掺铒光纤长度及调节两个抽运源的抽运功率,获得了带宽大于80 nm、输出功率21 mW的C L波段的ASE荧光输出。     

采用Sagnac反馈环的高效率宽带L-波段放大自发辐射源

采用掺铒光纤在L-波段的放大自发辐射(ASE)构成的宽带光信号源在光纤传感、器件测试等方面有着广泛的应用需求,而抽运转换是制作这种光源的关键技术之一.基于C-波段放大自发辐射对L-波段信号具有二次抽运作用的机理,在光纤的一端采用Sagnac反馈环将输出的C-波段放大自发辐射反馈回到掺铒光纤中,这些被反馈的C-波段放大自发辐射像注入的信号光一样消耗上能级粒子数而受到放大并沿光纤的同一方向传输,同时成为L-波段放大自发辐射的抽运源.由于Sagnac反馈环减少了泄漏的C-波段放大自发辐射功率,因而抽运转换效率大大提高.实验中,在不加平坦滤波器的情况下,在125 mW 980 nm抽运光输入时输出L-波段放大自发辐射宽谱功率达到14 dBm,抽运转换效率(PCE)达到20%,1 dB带宽达到31.1 nm(1568.9～1600 nm),获得了高转换效率且宽带平坦的L-波段放大自发辐射谱输出.     

宽带Er-Tm共掺石英光纤放大自发辐射特性分析

探索了新型Er-Tm共掺石英基质超荧光光纤光源的特性，在粒子数方程和功率传输方程的基础上对其放大自发辐射（ASE）特性进行了理论分析。在单向泵浦中，分析了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性，描述了在不同光纤长度、离子浓度及泵浦功率下信号谱的变化趋势；在双向泵浦中，讨论了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性以及信号谱相对于光纤长度和泵浦功率的稳定性。结果显示，利用Er-Tm共掺石英基质光纤可以获得稳定的100nm放大自发辐射带宽，大约是传统掺铒光纤超荧光光源带宽的两倍，但输出功率比后者低3个量级以上。     

基于单泵浦源结构的高平坦C+L波段掺Er3＋光纤宽带光源

为了实现高平坦的C+L波段放大的自发辐射光(AS E)光输出,提出并设计了一种 基于LD单泵浦源,并且采用两段掺杂浓度完全相同的掺Er3＋光纤(EDF)作为增 益介质的宽 带光源。对光源的基本原理及实现方案进行了理论分析和实验验证。首先,根据Er3＋ 能级 结构介绍C+L波段宽带光源 的产生原理。然后,设计系统结构,在结构中采用976nm LD作泵 浦源,通过耦合器将泵浦光按照一定比 例分为两路对EDF泵浦;采用两支波分复用器(WDM)将泵浦光耦合进入EDF,并通过 熔接环形镜(FLM)提高转换效率;输出端熔 接隔离器(ISO)防止端面回波对输出造成影响。最后,根据EDF的ASE增益 数学模型对EDF长度进行了分析和优 化。实验结果表明,用于调整C波段ASE光输出的EDF1长选用2m,用于调整L波段ASE光输出 EDF2长选为16m, 获得平坦C+L波段ASE光输出,在不使用任何滤波器的条件下,在1540～1610nm波段范围内光谱平坦度为±0.525dB,在 1520～1610nm范围内光 谱平坦度为±1.119dB。本文方法使用1支976nm LD实现了C+L波段的高平坦输出,简化了系统结构,并降低了系统成本。     

一种C+L波段高功率掺铒光纤宽带光源

利用两段掺铒光纤作为增益介质，获得G波段与L-波段同时输出的高功率放大自发辐射(ASE)光。采用双级双程结构，两级分别采用前向和后向抽运方式，实现了功率高达19．20mw(12．83dBm)的C L波段(1520～1610nm)高稳定放大自发辐射光源，中心波长为1552．82nm。其中以低浓度铒光纤输出起种籽光作用，提高了光源的功率，调整了光谱平坦度。分析了两级抽运源参量的变化对光源各方面性能的影响。     

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。