掺镱光纤放大器的实验研究

介绍了利用国产掺镱光纤设计的掺镱光纤放大器的放大特性,分别把单频二极管抽运固体激光器(DPL)和窄线宽的半导体激光器(LD)产生的单频激光注入到掺镱光纤放大器中,对连续信号采用静态和交流调制两种形式进行放大,仅用18m光纤就获得超过26dB的增益。     

有限元法模拟掺镱光纤放大器的脉冲放大特性

为了简单、快捷地模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性,采用有限元软件FEMLAB模拟掺Yb3+双包层光纤放大器的脉冲放大特性。用与快速傅里叶法模拟Yb3+光纤放大器脉冲放大特性相同的参量计算了在915nm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在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性,得到的与快速傅里叶法模拟的一致的粒子分布图等特征图,而且比快速傅里叶法得到更多和更准确的结果。结果表明,应用FEMLAB只需根据掺Yb3+光纤放大器的方程组,可以方便、快捷地确定参数进行数值模拟,对掺镱光纤放大器的系统设计和参量优化具有很好的参考价值。     

掺镱光纤放大器(YDFA)特性的研究

根据二能级近似模型．在忽略光纤损耗和放大自发辐射(ASE)的条件．引入光场与掺杂分布的重叠因子，得到掺镱光纤放大器(YDFA)中速率、传输方程的解析解，在此基础上得到了放大器增益的解析表达式、阈值泵浦功率表达式和小信号下最佳光纤长度表达式，并利用数值模拟结果对放大器的增益、泵浦阈值、最佳光纤长度进行分析和讨论．     

低重复频率脉冲掺镱光纤放大器

为了研究低重复频率两级脉冲掺Yb3+光纤放大器,采用脉冲信号驱动的半导体激光器作为种子光源,产生重频100Hz、半峰全宽100ns、能量30nJ的矩形光脉冲。第1级放大采用单模掺Yb3+光纤放大器,双程放大方案有效地抑制了放大自发辐射,放大后的脉冲能量达到了8.2μJ。第2级放大采用纤芯直径15μm的双包层掺Yb3+光纤放大器,大功率多模半导体激光器连续抽运。结果在抽运功率为7.3W时,放大输出脉冲能量达到了242μJ,放大输出半峰全宽压缩为29ns。输出的光束质量较好,为准单模输出。结果表明,该光纤放大器输出脉冲能量高,具有全光纤化、结构简单的特点。     

基于铒镱共掺光纤放大器的仿真研究

基于铒镱掺杂光纤放大器具有光纤短增益特性好的优点,对在混合光纤放大器中用铒镱掺杂光纤放大器来代替掺铒光纤放大器的方法进行了研究,并对铒镱光纤的长度和掺杂浓度进行了精心的选择,而后利用仿真软件对在2.5Gb/s和10Gb/s速率下的混合光纤放大的DWDM系统进行了仿真分析.     

一种小型铒/镱双掺光纤放大器增益特性研究

研究了一种小型铒/镱双掺光纤放大器的增益特性。仅用长度为4.2m的Er/Yb双掺光纤作为增益介质,以1064nm Nd∶YAG固体激光器作泵浦源,获得了1530~1560nm区间的30nm(±1dB)平坦增益谱宽。对于1550nm的信号光,泵浦功率为100mW时,小信号增益为27.95dB,饱和输出功率为8.36dBm。     

国产掺镱保偏光纤的制备及其激光性能研究

基于改进的化学气相沉积(MCVD)工艺,结合溶液掺杂技术,成功制备出11μm/125μm掺镱保偏光纤,并研究了其激光性能。该光纤的纤芯数值孔径为0.09,双折射系数值为3.0×10^-4,915 nm和976 nm处的包层吸收系数分别为2.48 dB/m和7.05 dB/m。搭建了全光纤振荡器结构测试平台,当掺镱保偏光纤长度为2.25 m、976 nm泵浦功率为57 W时,实现了最大输出功率为48.9 W、斜率效率为85.5%的激光输出,输出光谱呈洛伦兹型。     

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。     

Output Phase Characteristics of a Nonlinear Regenerative Fiber Amplifier

A simple regenerative fiber amplifier with a nonlinear refractive index is described and analyzed. Using standard equations of operation, we model the circulating intensity within the resonant cavity and determine the nonlinear phase response to changes in this intensity over the entire range of initial cavity detuning. Simple stability criteria are established and described. It is shown that the presence of sufficient nonlinearity leads to stable regions of operation with consistent phase-intensity relationships. Based on these results, the phase of the amplifier output is predicted relative to the injected field for the entire range of initial detuning     

光纤激光器输出不稳定性的混沌控制

研究了光纤激光器的混沌控制问题,采用线性反馈控制对光纤激光器混沌系统进行了稳定控制,通过控制使单模激光混沌系统不再有混沌现象。给出了线性反馈控制函数的表达式,从理论上研究和得到了反馈系数的选择原则。研究结果表明：恰当地选择线性反馈控制函数和反馈系数,可以使单模激光混沌系统具有任意所需要的稳定输出和周期轨道;选择确定的控制函数和反馈系数,可以事先知道控制结果。     

掺镜光纤放大器的优化设计

掺镜光纤放大器（YDFA）以其简单的能级结构,不存在对信号或泵浦的激发态吸收,不存在浓度淬灭效应以及有较宽的吸收光谱和发射光谱而引起了人们的重视,本文分析了隔离器,滤波器和光纤光栅对YDFA的优化原理,并讲座了隔离器、滤波器在激活光纤内的最佳位置,分析方法采用了简单的分段模型。     

共掺铝的掺铒光纤放大器的光谱特性

用Stark能级分裂的变化分析了掺铝改变掺铒光纤放大器(EDFA)光谱特性的原理，并用改进型化学气相沉积法(MCVD)结合溶液浸泡掺杂法制作了采用不同掺铝比例的掺铒光纤，测试了用这几种光纤制作的放大器的自发辐射谱，得出掺铝浓度的提高使荧光谱的峰值往短波长移动，与Stark能级分裂理论分析得到的结果相一致。同时采用截断法测试了两种不同掺铝浓度的掺铒光纤的吸收谱，实验结果表明掺铒光纤中增加铝的含量将提高铒离子浓度，并提高掺铒光纤的吸收系数，减短掺铒光纤放大器中的掺铒光纤长度。高掺铝掺铒光纤放大器具有更宽更平坦的增益谱线，可以适用长距离波分复用(WDM)系统。     

混沌控制双环掺铒光纤激光器的不稳定性输出

研究了双环掺铒光纤激光器的混沌控制问题,采用线性反馈控制对双环掺铒光纤激光器混沌系统进行了稳定控制,得到了双环掺铒光纤激光器具有稳定输出的充要条件.通过控制使双环掺铒光纤激光器不再有超混沌现象,并使双环掺铒光纤激光器系统具有任意所希望的稳定输出.     

分布式宽带光纤喇曼放大器的研制

为了研究分布式光纤喇曼放大器研制过程关键技术,采用数值分析与实验相结合的方法,从理论上分析了受激喇曼散射耦合方程组,并对抽运光、信号光之间相互作用过程进行数值模拟,选择了满足增益要求的抽运源数目、波长和功率参量。实验上通过调节抽运功率配置,得到了C+L波段信号净开关增益大于10dB,平坦度小于1.6dB,偏振相关增益小于0.4dB,偏振模色散小于0.16ps。实验结果表明,本系统选择的抽运源参量完全满足喇曼增益设计要求,系统技术指标达到通信使用标准。     

S波段光纤放大器的研究

利用1064nm连续光纤激光器为泵浦源,上转换方式泵浦掺铥硅基光纤,实现了S波段的放大。实验采用后向泵浦方式,在1445—1485nm,得到了大于1dB的信号开关增益;在1485nm处峰值增益达到1．45dB。     

一种分段线性映射的混沌随机数发生器特性研究

该文通过对确定性混沌演化本质的分析和对其系统状态空间的划分,使它转变为一个各态历经的信息源以用于设计随机数发生器。然后又分析了一种混沌的分段线性映射的特性,如:混沌吸引子与点吸引子,信源熵与冗余度以及混沌映射产生的序列的分布特性。此外,利用开关电容电路技术用TSMC 0.25m CMOS数模混合工艺实现了此分段线性映射。测试结果表现出非常好的抗干扰性能。     

掺铒光纤放大器中交叉相位调制效应的研究

本文建立了考虑交叉相位调制效应(XPM)的光放大模型,得到了(XPM)效应对小信号增益系数的影响,分析得到掺铒光纤放大器(EDFA)中XPM引起的强度起伏和非线性系数、输入的泵浦功率以及放大器长度有关.仿真结果证明EDFA中XPM效应的影响不能忽略,并且当γ≥0.01/W@m时,级联EDFA中第一个EDFA产生的XPM效应的影响也是不能忽略的.