基于耦合腔的VCSOAs增益带宽优化

垂直腔半导体光放大器(VCSOAs)的带宽通常较窄,通过改变其有源区一侧的DBR膜堆结构,构造无源腔与原有源腔相耦合的耦合腔结构可优化VCSOAs带宽.基于该结构模型,在反射工作模式下,利用传输矩阵方法对双腔和三腔结构的VCSOAs的增益带宽特性进行了分析.结果表明,在10dB的峰值增益水平下、带宽扩展至3nm以上,较单腔结构有了很大的提高,具有一定的现实参考意义.     

LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器的研究

本文通过数值分析对线形腔LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器进行研究,分析了不同泵浦方式下的泵浦光、激光输出功率和增益特性在光纤中的分布。结果表明,双端非对称泵浦比较适合高功率光纤激光器。进一步又研究双端非对称泵浦输出功率与光纤长度及腔镜反射率的影响,为提高光纤激光器的输出功率提供了理论和实验依据。     

传输矩阵法研究垂直腔半导体光放大器增益特性

利用传输矩阵法研究垂直腔半导体光放大器(VCSOAs)的增益及其带宽特性。研究了不同载流子浓度、DBR膜层数对增益特性的影响,发现了有源区内量子阱堆位置的改变将导致增益峰值波长移动。数值计算结果与实验结果相吻合。     

单端耦合QD-SOA波长转换特性研究

通过光场传输方程和电子跃迁速率方程,采用细化分段方法,解常微分方程组的四阶龙格-库塔法和求解非线性方程组的牛顿法,建立了针对动态输入信号的仿真模型。对基于单端耦合QD-SOA的交叉增益调制(XGM)波长转换器转换光增益、啁啾特性与有源区长度、输入光信号功率、注入电流之间的关系进行了研究。结果表明增大泵浦光、减小探测光、增大注入电流都可以增加转换光啁啾特性,通过增加有源区长度和后端面反射率可以有效提高转换光增益,而光增益随注入电流变化不大。     

正反向泵浦下掺铒光纤放大器的增益与自发辐射特性的研究

本文论述了掺铒光纤放大器在正向泵浦、反向泵浦时，它的增益与自发辐射特性的不同，通过对电子工业部第四十六研究所研制的掺铒光纤吸收谱的测量，计算了正向泵浦、反向泵浦时，泵浦光、某一波长的荧光功率、荧光总功率及信号光功率随光纤长度的变化，分析了正反向泵浦时，掺铒光纤放大器的荧光谱与增益谱，并讨论了双向泵浦情况下，放大器增益与光纤长度的关系。     

多泵浦光纤拉曼放大器增益性能研究

FRA(光纤拉曼放大器)增益的峰值位置由泵浦波长决定,不同波长的泵浦光在不同的信号波长处产生最大增益。为获得最佳的FRA增益特性,采用多波长泵浦FRA理论模型,利用Optisystem软件建立了多泵浦FRA系统,通过系统仿真,研究了光纤通信系统中FRA的增益特性,分析了传输距离、纤芯有效面积、泵浦光功率和泵浦数量等因素对FRA增益的影响,确定了影响FRA增益的最佳参数,验证了FRA仿真系统的正确性和设计方案的可行性。     

光纤参量放大器增益特性的理论与仿真分析

为了优化光纤参量放大器的增益特性,利用理论分析,对FOPA在不同光纤长度、不同泵浦光功率及不同光纤非线性系数下的增益与带宽特性进行了比较与分析。结果表明:使用较长的高非线性光纤、较大的泵浦光、或较大的非线性系数,均可提高FOPA的增益,增益带宽也可随着泵浦光功率和非线性系数的增大而增大。此外,利用仿真模拟对理论分析结果进行了验证。虽然,仿真结果与理论分析结果间略有偏差,但仿真结果依然较好的验证了理论结果的正确性与可行性。     

正反向泵浦下掺铒光纤放大器的增益与自发辐射特性的研究

本文论述了掺铒光纤放大器在正向泵浦、反向泵浦时，它的增益与自发辐射特性的不同，通过对电子工业部第四十六研究所研制的掺铒光纤吸收谱的测量，计算了正向泵浦，反向泵浦时，泵浦光，甘一滤长的荧光功率、荧光总功率及信号光功率随光纤长度的变化，分析了正反向泵浦时，掺铒光纤放大器的荧光谱与增益谱，并讨论了双向泵浦情况下，放大器增益与光纤长度的关系。     

EDFA光纤放大器原理及应用（3）

第三部分EDFA的性能指标　EDFA的主要应用特性包括增益特性、输入输出特性、饱和特性、增益带宽特性和噪声特性等,它们与输入光功率大小、铒光纤长度及参数、泵浦功率大小及泵浦波长、信号波长等都有密切关系,本将分别介绍之.     

宽带拉曼光纤放大中的多泵浦源选择方法

理论分析了拉曼光纤放大谱与多波长泵浦光功率和波长的关系.考虑到泵浦光与泵浦光,泵浦光与信号光的拉曼相互作用,得出一个增益数组,增益数组就是离散的宽带拉曼光纤放大增益谱.对任何形态的宽带拉曼光纤放大增益谱,可以设定对应的增益数组,把泵浦光功率和波长组成二维坐标系,遍取坐标系中的各点,求出各组点对应的增益数组,找出最接近设定的增益数组,这组泵浦光功率及波长就是最优的解决方案.     

Long wavelength vertical-cavity semiconductor optical amplifiers

This paper overviews the properties and possible applications of long wavelength vertical-cavity semiconductor optical amplifiers (VCSOAs). A VCSOA operating in the 1.3-μm wavelength region is presented. The device was fabricated using wafer bonding; it was optically pumped and operated in reflection mode. The reflectivity of the VCSOA top mirror was varied in the characterization of the device. Results are presented for 13 and 12 top mirror periods. By reducing the top mirror reflectivity, the amplifier gain, optical bandwidth, and saturation output power were simultaneously improved. For the case of 12 top mirror periods, rye demonstrate 13-dB fiber-to-fiber gain, 0.6 nm (100 GHz) optical bandwidth, a saturation output power of -3.5 dBm and a noise figure of 8.3 dB. The switching properties of the VCSOA are also briefly investigated. By modulating the pump laser, we have obtained a 46-dB extinction ratio in the output power, with the maximum output power corresponding to 7-dB fiber-to-fiber gain. All results are for continuous wave operation at room temperature     

影响VCSOAs增益饱和特性因素分析

为了改善垂直腔半导体光放大器增益饱和特性,基于其结构上的特点,引入了增益增强因子,修正了边界条件,采用建立腔内光子数与输入信号光功率关系的研究方法,分析了影响垂直腔半导体光放大器增益饱和特性因素。并进行了理论分析和实验论证,取得了影响增益饱和特性的4个关键数据。结果表明,有源区截面积、顶层镜面反射率、抽运功率、自发辐射因子影响着增益饱和特性,优化相关参数,可以将输入饱和功率提高到-2dBm。这一结果对如何改善垂直腔半导体光放大器增益饱和特性是有帮助的。     

1.3-μm vertical-cavity amplifier

We demonstrate the first 1.3-μm vertical-cavity optical amplifier. The amplifier was optically pumped and operated in reflection mode. Optimization of the top mirror reflectivity resulted in a 9.4-dB continuous wave fiber-to-fiber gain, a gain-bandwidth product of 220 GHz, and a saturation output power of -6.1 dBm, all at room temperature. By modulating the pump source, an extinction ratio of 27 dB in the output signal power was obtained     

波分复用-光时分复用波长转换信号的消光比研究

对基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制(XGM)效应的全光波分复用一光时分复用(WDM—OTDM)转换后的两路时分复用输出信号的消光比(ER)特性进行了分析。研究了两路波分复用的输入抽运光和探测光的功率、波长、抽运光的消光比、数据速率以及半导体光放大器的偏置电流、腔长和模场限制因子对转换信号消光比的影响。模拟结果表明，增大抽运光输入功率，选择长波长抽运光，可以增加转换光相应信道消光比，但减小了相邻信道的输出消光比；增加抽运光消光比，可以提高转换光消光比，但各个信道增长幅度不同；减小探测光输入功率，选取短波长探测光波长，增加半导体光放大器的腔长和模场限制因子以及大的偏置电流可提高转换光消光比；对于两路或多路波分复用信号转换时分复用信号的过程中，一定要考虑转换光每个信道消光比的均衡。     

基于LOA的XGM全光波长转换消光比特性的研究

建立了线性光放大器(LOA)的交叉增益调制(XGM)波长转换理论模型.着重讨论了抽运光与探测光的波长和功率、LOA中分布式布拉格反射镜(DBR)的反射率和注入电流等参量对输出消光比特性的影响.结果表明,输出消光比随着抽运光(探测光)波长的增加而增加(减小);适当的减小探测光功率和选择合适的注入电流可以获得较大的消光比;波长向下转换时的消光比明显优于向上转换时的消光比;同样,提高LOA中DBR的反射率,也可以获得较高的消光比.     

利用光纤环镜进行优化的掺镱光纤激光器

提出了利用光纤环形镜和高反射率光纤光栅做腔镜的F P腔掺镱光纤激光器的优化设计结构。光纤环形镜的宽带反射特性使抽运光能够充分被介质吸收 ,提高激光器的转化效率 ;其反射率可调特性容易得到最佳耦合输出比 ,当光纤长度改变时 ,不必更换输出腔镜就可以得到最佳功率输出。光纤长度 7m ,抽运功率 5 1mW时 ,激光器输出功率为 5 6 5mW ,斜率效率为 19%。与其他结构光纤激光器相比 ,这种优化结构效率更高     

双波长全光自动增益箝制EDFA实验研究

提出了结构新颖的光纤环镜(FLM)全光自动增益箝制(OAGC)方案,进行了相关实验.通过控制抽运功率,调节腔内损耗和FLM,在环路内实现了波长为1 533.20 nm和1 559.05 nm的双波长激光振荡.对工作在透射式和反射式2种状态下的FLM,进行了信号波长为1 540 nm和1 550 nm的增益钳制实验.对于1 540 nm信号,在输入功率小于-14.88 dBm的范围内,增益波动ΔG＜0.3 dB;对于1 550 nm信号,在输入功率小于-16.51 dBm的范围内 ,增益波动ΔG＜0.1 dB.实验结果显示,FLM采用透射和反射方式均能达到增益箝制目的,而且得到的信号输出特性几乎一致,表明了这两种方案的等效性.     

两个光纤激光器的相位锁定及高相干功率输出

研究了两个光纤激光器的相位锁定及其相干输出。将两个光纤激光器的输出耦合进一个自成像共振腔,然后利用一个空间滤波器进行模式选择。自成像共振腔由两个焦距为8 mm的准直透镜、一个焦距为500 mm的傅里叶透镜和一个耦合输出镜组成。滤波器由两根20μm的铂金线组成,并放置在耦合输出镜面上。实验中,观测到光束截面图样具有高对比度的干涉条纹。输出镜反射率在50%和30%情况下,分析了单个激光器和激光器阵列的斜率效率。在总抽运功率为60 W时,获得了18.3 W的高相干功率输出。稳定的相位锁定是由于激光器阵列具有能适应光程长度变化的自调节过程。实验表明,利用该方法完全可以进一步提高相干输出功率。     

环形谐振腔中结构特征参数的优化设计

利用光纤环形腔半导体激光器(FRSLs)模型,同时考虑到增益介质端面剩余反射率、系统光路的耦合效率和耦合分光比的影响,对FRSLs速率方程进行理论计算,提出优化结构特征参数,调控环形腔损耗、阈值、外量子效率和输出功率的方案。给出了剩余反射率对最大腔增益和增益稳定度的制约关系。此外,从实验上证实阈值电流与分光比倒数的对数满足线性关系。理论分析结果较好地预测了器件的性能。     

一阶喇曼光纤激光器的模拟及分析

介绍了以掺磷光纤为增益介质的一阶喇曼光纤激光器的一般结构模型和耦合方程组。利用数值方法进行了模拟分析,在此基础上,分析比较了光纤长度、输出反射镜反射率、泵浦功率等因素对输出功率和阈值的影响。最后给出了综合优化设计。