高功率全光纤侧面抽运耦合器研究进展

本文回顾了高功率全光纤侧面抽运耦合器的研究进展,重点介绍了拉锥-熔合法制作的侧面抽运耦合器的基本原理、研究现状、面临挑战及解决方案。该方案可实现千瓦量级高抽运耦合效率高信号光通过率抽运/信号耦合器的制备,是高功率全光纤侧面抽运耦合器的主流方案。结合已报道的理论和实验结果,总结了该方案在制作工艺、损耗机理、性能提升等方面面临的挑战,提出了将侧面抽运耦合器引入级联抽运光纤激光器的方案,并将一种(2+1)×1侧面抽运耦合器成功应用于2.5kW输出的级联抽运掺镱光纤激光器中。结果表明,相比LD抽运,在级联抽运中,高亮度光纤激光作为抽运光源使耦合器在保证高抽运耦合效率的同时具有更高的功率承载能力。     

基于宽谱信号光注入的超荧光光纤光源

为实现高功率和高平坦度的C+L波段光超荧光输出,将超辐射发光二极管输出的宽谱信号光注入双程后向掺铒光纤超荧光光源,研究了信号光注入对超荧光光源输出功率和光谱特性的影响,优化了信号光注入功率、泵浦源抽运功率和掺铒光纤长度。结果表明:低功率、宽光谱信号光不仅可以有效提高超荧光光源的输出功率和泵浦效率,还有助于光谱的平坦化;通过使用40m W抽运功率泵浦9m的掺铒光纤,在500W信号光注入时获得了功率为10.59m W、3d B带宽大于41nm的C+L波段超荧光输出。     

基于光纤环形镜的C+L波段高平坦高功率掺铒光源

研究并设计了一种用3 dB宽带耦合器制作的光纤环形镜作为反射镜的双级双程单管抽运高平坦度高功率C+L波段ASE光源。用2个980 nm激光二极管调试两级抽运光功率的分配,两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化光纤长度,获得了功率高达15.28 mW(11.84 dB/m)的C＋L波段ASE光输出,平均波长为1 559.31 nm,在未采用任何外加滤波器的情况下,其平坦区域3 dB带宽66.72 nm(从1 533.12 nm至1 599.84 nm)。之后采用一个激光二极管实现两级双向同时抽运得到了同样的效果。通过光纤环形镜的使用,不仅提高了抽运源利用效率,且改善了光源的平坦度,在实验过程中,在平坦度相度相对要差一些的条件下,还通过调整两级抽运光的功率及分配比例得到了功率达到30.11 mW的C+L 波段ASE输出。     

周期色散补偿光纤参量放大器平坦性的研究

针对单泵浦光纤参量放大器（FOPA）增益平坦性较差的情况,研究了双泵浦FOPA的准相位匹配问题。将高非线性光纤（HNLF）均匀地分成多段,在其中分别插入色散补偿光纤（DCF）,对下一段高非线性光纤中的色散进行补偿,从而实现了准相位匹配,在较宽频带内得到了较平坦的增益。研究结果表明：通过周期插入色散补偿光纤,增益起伏得到了明显的改善;光纤参量放大器的增益与泵浦光功率有关,当增加泵浦光功率时,增益变大,但平坦性较差。插入色散补偿光纤的段数增加时,能解决增益起伏的问题。     

输出功率大于10 W的掺镱双包层微结构光纤激光器

采用F-P腔结构研究了包层泵浦掺Yb³⁺微结构光纤激光器的输出特性。在以二向色镜作为腔镜的实验中,获得了斜率效率57%,波长1 074.5 nm,输出功率为2.65 W的稳定激光输出;在由二向色镜和光纤端面构成F-P腔的实验中,获得了斜率效率87%,最大输出功率为11.69 W的激光输出。     

光纤CATV网络高性能EDFA的研制

介绍了采用980nm和1480波长泵源双向泵浦结构，研制输出光功率大于22dBm、噪声系数低于5dB的光纤有线电视网络掺铒光纤放大器的基本原理、优化方案和实验结果。     

新型光纤液位测量系统的研究

系统采用光纤传感器采集液位高度变换信号，经光纤放大器将采集的光信号直接放大、光电转换后，实现单片机将数据处理显示并打印出液体位置值，这种系统特别适用于易燃易爆油田领域的液位检测。     

基于光纤延迟线的射频信号延时/衰减组件设计

射频信号延时/衰减组件能对射频信号进行不同数值的时间延迟和功率衰减,光纤延迟线能对光信号进行时间延迟。设计了一种基于光纤延迟线的射频信号延时/衰减组件,包含光发射机模块、光纤延迟线模块、光接收机模块、射频放大器模块和程控衰减器模块等功能模块;给出了该射频信号延时/衰减组件的主要技术指标,分析了其主要功能模块的电路结构组成和工作过程。在无线电高度表检测仪中的工程应用表明:该射频信号延时/衰减组件对射频信号的时间延迟精度高,功率衰减范围大,模拟高度值输出数量多,且工作稳定。     

光功率推动测温仪系统分析与建模

0 引言 光功率推动传感器是光纤传感器中一个崭新分支,是利用电传感器的成熟技术和光纤传感器的独特优势形成的近于全光型新型传感器。八十年代中期国外已开始致力于此项研究。我们研制的光功率测温仪采用R_k/PWM/PPM调制技术实现探测器的微功耗,一根光纤既作信号通路又作功率通路,单片微机对测量信号进行处理、运算和建模,探测器相     

Er3+/Yb3+共掺双包层光纤的高功率L-band 光纤激光器的实验研究

采用端面泵浦的方式,用尾纤输出波长为976 nm的高亮度多模半导体激光器, 包层泵浦的铒镱共掺双包层大模面积光纤,非球面镜组耦合系统,进行了共掺双包层光纤的高功率L-band光纤激光器的研究,泵浦耦合效率达到了62%以上,并在F-P激光振荡腔中实现了高效的连续激光输出。在光纤长度为30 m、入纤功率为 13.41 W时,首次报道输出连续功率达到了4.3 W。激光器的斜率效率为44％, 激光输出中心波长1 603 nm。     

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

通信光纤性能检测机理及装置研究

光纤性能对信号的传输具有非常重要的影响,因而安装前对光纤性能检测显得尤为重要。针对光纤性能的检测,进行了机理分析及检测装置的研发,并对光功率不同衰减区域以及对音频和数字信号的传输进行检测。研究测试结果表明:该装置具有成本低廉、精度满足实际需要、兼具光功率测量和数字信号、音频信号传输性能等优点,因而具有很好的精度,可靠性高,并有效地提高了电路的信噪比。     

RECENT DEVELOPMENTS AND APPLICATIONS OF POLARIZATION-MAINTAINING FIBER LOOP MIRRORS

In the polarization-maintaining fiber loop mirrors (PM-FLM), the birefringence of the polarization-maintaining fiber (PMF, one of the typical PMFs is the high-birefringence fiber) introduces phase difference and results in time-delay interference between the two counterpropagating waves. Hence, the transmission (or the reflection) spectrum is characterized by comb filtering, which is easily tuned and is independent of input wave polarization. Based on the properties, the PM-FLM is widely used in the field of optical fiber sensing and communication. This article analyzes the comb filtering theory of the PM-FLM and discusses the recent typical applications of the PM-FLM in the field of multiwavelength fiber laser (MFL), all-optical signal processing (AOSP), optimized performance of the erbium doped fiber amplifier (EDFA), and demodulation of fiber Bragg grating (FBG) sensors in detail.     

织物静电电位分布测量仪的研制

研制了织物静电电位分布测量仪，由高灵敏度电压传感器、信号放大器、数据采集卡、扫描控制系统组成。可对织物或其他片状物的静电压分布进行检测。采用可视化人机对话操作界面，可实现扫描、测量及数据采集，特别适合于含导电纤维纺织品经摩擦后的静电电位分布曲线的检测，可从静电分布规律人手进行抗静电机理研究和抗静电纺织品的设计。     

重复频率锁定的783 nm飞秒光纤激光器研制

设计并搭建了重复频率长时精确锁定的783 nm飞秒光纤激光器。该激光器基于全保偏非线性干涉环镜(NALM),实现掺铒光纤振荡器锁模脉冲输出,由与脉冲分离器级联的环境稳定掺铒光纤双级放大器进行功率放大,实现了平均功率1.30 W、脉冲宽度130 fs、重复频率77.1 MHz、1 560 nm脉冲输出;通过周期极化铌酸锂(PPLN)光学晶体倍频,获得了平均功率为0.52 W、脉冲宽度为140 fs、783 nm脉冲输出。通过重复频率监测及锁相环技术,进一步将掺铒光纤振荡器的重复频率溯源至参考铷原子钟,12 h内频率抖动峰-峰值为5 mHz、标准偏差为1.2 mHz。该激光器系统具有稳定性高、集成度高、体积小的特点。     

增益平坦的多波长泵浦宽带拉曼光纤放大器

在分析拉曼光纤放大器(RFA)原理的基础上,采用遗传算法对 5波长后向泵浦拉曼光纤放大器的波长和功率进行了优化设计。实验采用位于5个波长处的7个泵浦激光器和100.8 km的色散位移光纤,实现了带宽为90 nm、开关增益为15.55 dB、增益平坦度为0.87 dB的拉曼放大,其平均有效噪声系数为-3.5 dB,与理论分析结果一致。     

可调谐锁模光纤激光器泵浦的超连续谱光源

为了实现平坦度更好、光谱覆盖可见光波段的超连续谱激光输出,研究了泵浦波长可调谐的全光纤结构超连续谱光纤激光器。设计搭建了一台非线性偏振旋转锁模脉冲光纤激光器,实现了9种中心波长的耗散孤子皮秒脉冲输出,波长调谐范围为1 041~1 076nm;以它作为种子源进行了两级功率放大,并泵浦10m长的光子晶体光纤,在泵浦激光功率为500mW时,得到9种输出光谱特性不同的超连续谱激光,得到当泵浦激光中心波长为1 050nm时,更利于实现光谱范围更宽、平坦度更好、可见光分量更多的超连续谱激光输出。为进一步拓宽超连续谱激光的光谱范围、提升光谱平坦度,将泵浦激光功率提升至1.45 W,最终实现了输出功率为600mW、短波边界为470nm、600~1 700nm内10dB光谱宽度为1 053nm的超连续谱激光输出。     

双回转机构在LAMOST光纤定位单元中的应用

介绍了双回转机构在LAMOST光纤定位单元中的应用。双回转机构由中心回转轴和偏心回转轴组成 ,由步进电机通过蜗轮蜗杆机构驱动 ,由消隙机构消除间隙。双回转机构的步进电机控制电路由TDA15 2 1音频集成功率放大器组成平衡桥式功率驱动电路 ,由计算机并行口经过锁存器构成脉冲分配器