光纤拉曼放大器现状的研究

拉曼放大器以其能放大任意波长、有较宽的增益谱、较低的等效噪声指数和较好的增益平坦度等,使其成为理想的光纤放大器。它是通过受激拉曼效应实现光放大,同时存在前向泵浦、后向泵浦和双向泵浦三种结构。并能与EDFA进行配合使用,得到性能更好的光放大器。为光纤通讯传输能力升级、光纤放大方案优化的最佳选择。但同时它也存在泵浦功率要求高、增益均衡和偏振相关增益等问题还有待解决。     

分立式光纤拉曼放大器泵浦方式的实验研究

对分立式光纤拉曼放大器的前向、后向泵浦方式进行了实验研究。拉曼增益介质为10km的色散补偿光纤。分别测量了前、后向泵浦的分立式FRA的增益、噪声指数和动态范围。实验结果表明,当泵浦功率小于500mW时,前、后向泵浦的分立式FRA的增益几乎相等。当泵浦功率大于500mW时,在前向泵浦的分立式FRA中发生了受激布里渊散射,前向泵浦的FRA的增益小于后向泵浦的FRA的增益,前者的噪声大于后者的噪声;前向泵浦的FRA不再具有增益保持特性,而后向泵浦的FRA仍具有增益保持特性。当泵浦功率大于500mW时,分立式FRA应该采用后向泵浦的方式。     

光纤拉曼放大器中级联的受激布里渊散射

在以25kmG652单模光纤为增益介质的光纤拉曼放大器中,观察到了级联的受激布里渊散射。光纤中的双瑞利折射作用导致了二阶布里渊散射光子的出现,加快了二阶布里渊散射的出现。在拉曼增益的作用下,随着二阶布里渊散射的饱和会出现级联的多阶布里渊散射,形成梳状光谱。该梳状光谱也具有明显的阈值特性。在拉曼泵浦功率是1200mW的时候,出现梳状光谱的阈值在1.5到2.5dBm之间。在传输系统中,级联的受激布里渊散射会导致放大器的增益饱和,严重恶化系统的信噪比,因此必须采用增加信号光的带宽或者对信号光进行调制等措施加以控制。但该现象也有可能被用来制造梳状光源。     

前后双泵铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器增益特性

在铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器系统的速率方程和传输方程中,考虑上转换效应,并引入描述波导中信号光和泵浦光光场相互作用的重叠因子,以此讨论前后双泵结构与单前泵结构中,Er/Yb共掺比、泵浦光和信号光功率、泵浦光模数等因素对信号光增益的影响,并得到信号光增益光谱和放大自发辐射光光谱.模拟结果表明,与单前向泵浦相比,相同功率条件下,前后双向泵浦中,泵浦功率密度低且均匀分布,上转换效应被有效抑制,1532nm处信号光增益增大约2dB/cm,放大自发辐射光总功率提高.前后双向泵浦同样可以减弱多模泵浦光对增益的负面影响.数值模拟结果与实验值基本一致.     

采用反向泵浦光纤喇曼放大器的40信道DWDM光纤传输系统放大特性的数值分析

研究了反向泵浦光纤喇曼放大器中泵浦和信号相互作用的数值求解方法。通过这种方法，能方便地获得信号沿光纤的分布，以及多波长DWDM光纤传输系统谱特性等性能指标。对采用反向泵浦光纤喇曼放大器的单信道以及40信道DWDM光纤传输系统进行了分析和计算，给出了模拟计算结果。此方法没有忽略泵浦由于放大信号而引起的损耗，因此结果准确，为反向泵浦光纤喇曼放大器的设计，分析和应用提供了有效手段。     

双程泵浦分立式拉曼放大特性的研究

采用后向泵浦的方案,对新型双程放大分立式光纤拉曼放大器(D-DFRA)的增益特性进行了理论计算,并在双程泵浦放大条件下对增益和噪声特性及受激布里渊散射(SBS)效应进行了实验测量,计算与测量结果较好符合.本文的研究表明:对分立式拉曼放大器通过反射机制实现泵浦光的双程泵浦,可在泵浦功率不变和保持较好噪声特性的同时,大大提升放大器的增益和功率转换效率.增益的提升上限取决于系统受激布里渊散射的阈值,在双程泵浦下增益的上限可得到提高.     

宽带光纤拉曼放大器的增益平坦化实验研究

本文采用波长为 1 455nm的大功率光纤拉曼激光器(FRL)作为泵浦源,啁啾布拉格光纤光栅作为增益平坦滤波器,用两种不同的光源组合作为信号源(宽带ASE光源) 波分复用模拟器(WDM-emulator)以及四通道外腔可谐调式激光器(ECL) 滤波器型波分复用器(FWDM))对光纤拉曼放大器的增益平坦化特性进行实验研究,获得了平坦增益带宽为55nm(1 519～1 574nm),平均开关增益大小为15.2dB,增益不平坦度为±0.8dBd的宽带光纤拉曼放大器.通过实验研究表明,该方案为带宽低于60nm的光纤拉曼放大器的增益平坦化设计提供了一种新的选择.     

抑制噪声的宽带碲基掺铒光纤放大器性能分析

设计了一个带光隔离器的复合型宽带碲基掺铒光纤放大器（EDTFA），通过对该结构模型下的速率方程和光功率传输方程组的数值模拟，理论研究了EDTFA在插入光隔离器后的性能变化。研究表明，通过插入光隔离器抑制反向传输的放大自发辐射（ASE）噪声，可以有效地改善宽带EDTFA的信号增益和噪声特性。在光纤激活长度240cm、铒掺杂浓度2000ppm和前向泵浦功率200mW下，光隔离器插入在最佳位置处时，1540nm～1600nm波段内16路信道小信号增益分别提高了0.8dB～5．9dB，噪声系数降低了0.2dB～2．2dB。研究结果对于新型宽带EDTFA应用于WDM通信系统中具有理论指导意义。     

Er3+/Tm3+共掺光纤放大器的模型和增益特性

基于Er/Tm共掺石英光纤的能级跃迁及能量转移特性,建立了Er3 /Tm3 共掺石英光纤放大器的理论模型。采用离散算法,计算了自发辐射输出功率谱和放大器的信号增益。结果表明,依据模型计算的正向自发辐射输出功率谱与实验结果基本一致;输出信号的3dB增益带宽随不同的光纤长度和泵浦功率而变化;当输入的泵浦功率为0.2W,信号功率为1μW时,Er3 /Tm3 共掺石英光纤放大器的3dB带宽可达到110nm。     

30km 2.5GHz光孤子波传输与压缩实验研究

通过实验研究了光孤子源的产生及光纤孤子的传输。采用增益开关分布反馈半导体激光器作为超短脉冲源，用１．４８μｍ激光泵浦的掺饵光纤放大器作为第一级功放，用Ｆ－Ｐ腔谱窗降啁啾技术产生变换限制脉冲，用另一只１．４８μｍ激光泵浦掺饵光纤放大器作为第二级功放，得到了重复频率为２．５ＧＨｚ的高功率变换限制光孤子脉冲；进行了３０ｋｍ光孤子传输实验，观察了光孤子的传输特性与高阶孤子的压缩特性。     

Gain and noise figure enhancement of Er+3/Yb+3 co-doped fiber/Raman hybrid amplifier

An Er/Yb co-doped fiber/Raman hybrid amplifier (HA) is proposed and studied theoretically and analytically to improve the gain and noise figure of optical amplifiers. The calculations are performed under a uniform dopant and steady-state conditions. The initial energy transfer efficiency for Er/Yb co-doped fiber amplifier (EYDFA) is introduced, while the amplified spontaneous emission (ASE) is neglected. The glass fiber used for both Er/Yb and Raman amplifiers is phosphate. Different pump powers are used for both EYDFA and RA with 1 μW input signal power, 1 m length of Er/Yb amplifier and 25 km length of Raman amplifier (RA). The proposed model is validated for Er/Yb co-doped amplifier and Raman amplifier separately by comparing the calculating results with the experimental data. A high gain and low noise figure at 200 mW Raman pump power and 500 mW Er/Yb pump power are obtained for the proposed HA as compared with the experimental results of EYDFA, Raman amplifier and the EDFA/Raman hybrid amplifier.     

分布式光纤拉曼放大器研制的进展

对分布式光纤拉曼放大器研究的历史、基本原理、优化设计以及现状和进展进行了讨论.对S波段的色散补偿型分布式光纤拉曼放大器以及采用光纤拉曼激光器作为抽运源,在前向抽运和后向抽运条件下,对5kmDCF-50kmG652光纤色散补偿型分布式光纤拉曼放大器增益光谱和噪声谱进行了研究.设计和制作了光纤光栅的增益平坦滤波器,取得了较好的增益平坦效果.FRA-1型分布式光纤拉曼放大器在校园网进行了应用试验,取得了较好的试验效果.     

Quantum coherence effects in a Raman amplifier

We have studied optical pulse propagation in a Raman fiber amplifier doped with a three-level medium and driven by a control laser pulse. We analyze the spatial-temporal dynamics of pulse propagation for different atomic initial conditions. The propagation of an optical pulse through the amplifier can be sustained by a control laser that induces transparency via quantum coherence, which is useful for extending the distance between optical repeaters. Under certain conditions, amplification is achieved without population inversion. The results could be useful for laser control of optical pulses in amplifiers and waveguides.     

带宽〉40nm的980nmLD泵浦掺Er^3＋光纤放大器模块

在国内首次用９８０ｎｍ激光二极管和参量优化Ｅｒ３＋／Ａｌ３＋共掺杂光纤研制成光学带宽＞４０ｎｍ的光电一体化光纤放大器实用型模块样机。模块净增益２５ｄＢ，饱和输出功率０ｄＢｍ，最大输出功率８ｄＢｍ，噪声系数＜５ｄＢ，可供波分复用光纤通信系统和光孤子传输实验试用。     

Fiber Raman gain amplifier performance study using simple coupled-mode analysis

The propagation characteristics of doped fiber amplifier have, already, been analyzed using simple coupled-mode analysis (CMA), which steers the interests to apply this simple theory to study the amplification performance of fiber Raman gain amplifier (FRGA). But such study is yet to be done for FRGA. In this paper, a premier report based on CMA is presented to analyze and predict the performance of FRGA for first time, as per our knowledge, using coaxial structure consisting of step-index profiles in both inner and outer cores in terms of effective area, Raman gain coefficient, and effective Raman gain coefficient. In our investigation, we use single pump to compute and compare our results with the results obtained by involved matrix method and a fairly excellent match over a wide region of frequency shift is reported.     

实用型1.47μmLD泵浦掺Er~3+光纤放大器模块

在国内首次采用国产１．４７μｍ激光二极管和掺Ｅｒ３＋／Ａｌ３＋光纤研制成光电一体化的光纤放大器实用型模块样机。模块净增益２７ｄＢ，饱和输出功率０ｄＢｍ，最大输出功率７ｄＢｍ，光学带宽＞２０ｎｍ，噪声系数＜７ｄＢ，可供光纤通信和光孤子传输实验系统试用。     

通信用聚合物光纤放大器

通过对掺杂有机燃料聚合物光纤放大器、掺杂稀土螯合物聚合物光纤放大器、聚合物光纤拉曼放大器以及半导体聚合物光纤放大器的基本原理和特点以及近期新发展的介绍,指出了几种聚合物光纤放大器的研究方向.