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.     

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。     

反向泵浦光纤喇曼放大器中双重瑞利散射噪声的抑制

研究了反向泵浦光纤喇曼放大器中泵浦和信号和求解方法，并且分析了双重瑞利散射噪声的特性，提出了在考虑反向喇曼光放大作用时，双重瑞利散射噪声的表达式。给出了在加入光隔离器进行抑制后，双重瑞利散射噪声的计算方法，并进行了模拟分析，得出了放置光隔离器的最佳位置。     

非理想配比二氧化钒薄膜喇曼光谱研究

采用射频(RF)磁控溅射在各种条件下制备的VO2薄膜的喇曼光谱曲线.研究发现,和理想配比VO2薄膜的主要喇曼峰相比较,无论是富钒的VO2薄膜还是富氧的VO2薄膜它们主要的喇曼峰都向高频方向移动.我们提供了实验证据并且讨论了非理想配比导致VO2薄膜喇曼光谱变化的原因.     

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.     

宽带铋基掺铒光纤放大器增益及噪声特性研究

利用Er3 离子四能级结构速率方程组和光功率传输方程组,数值模拟了铋基掺铒光纤放大器(EDFA)的增益及噪声特性,模拟结果与实验报道结果取得了很好的一致。同时,详尽地分析了增益及噪声特性与光纤长度、泵浦功率和输入信号功率的关系,优化了放大器的性能,从理论上得出一个20dB增益带宽达76nm、噪声系数接近4dB的铋基EDFA。研究表明了铋基掺铒光纤放大器适合用作于现代DWDM系统中C L波段的光纤放大器。     

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。     

光纤饱和吸收体稳频窄线宽光纤激光器

结合光纤饱和吸收体与光纤光栅法布里-珀罗标准具,研制出了全光纤结构1550nm单频窄线宽掺铒光纤环形激光器.采用两个976nm激光二极管双向抽运作为抽运源,高掺杂浓度铒光纤作为增益介质,以行波腔消除空间烧孔效应,利用光纤光栅法布里-珀罗标准具窄带选模特性,以10m长低掺铒光纤饱和吸收体稳频,得到了十分稳定的窄线宽激光输出.激光器抽运阈值功率21mW,在抽运光功率为145mW时输出光功率39mW,斜率效率30%,信噪比大于50dB.采用延迟自外差方法精确测量光纤激光器线宽小于10kHz.     

在DCF光纤中放大的背向自发拉曼散射的增益特性

光脉冲沿色散补偿光纤（DCF）传输会产生背向自发拉曼散射,当入纤激光功率大于阈值时,出现放大的背向自发拉曼散射现象。实验发现,反斯托克斯（ASR）和斯托克斯（SR）自身脉冲光纤拉曼放大的阈值泵浦峰值脉冲功率是18．2W和14．5W．当入纤激光功率为52W时,背向SR和ASR散射的增益分别为12dB和7dB。放大的反斯托克斯和斯托克斯背向自发拉曼散射时域曲线上的阈值时间位置随激发功率的增大而前移并具有规律性。     

铌酸锶钡晶体铁电相变的喇曼光谱研究

在20～350℃内研究了 Ba_xSr_(1-x)Nb_2O_(?)(x=0.25,T_c～67.5℃)晶体的喇曼光谱。没有观察到软模现象。发现在居里点上下很大温度范围内,铁电相和顺电相的喇曼光谱相似,低频扩展峰随温度升高而增强。认为 SBN铁电相变属于有序—无序型。     

Effects of different Raman pumping schemes on stimulated Brillouin scattering in a linear cavity

The effects of backward, forward, and bidirectional Raman pumping schemes on stimulated Brillouin scattering (SBS) is investigated in this study. By using a linear cavity, we utilize residual Brillouin pump (BP) and Raman pump (RP) power after each transmission through a 25 km single-mode fiber (SMF) used as a gain medium. The SBS threshold power is reduced in the forward, backward, and bidirectional Raman pumping schemes by 2.5, 1.75, and 2.75 dB, respectively when the 1480 nm RP power is fixed at 150 mW and the BP wavelength is 1580 nm. Surprisingly, it is revealed that the SBS threshold reduction depends strongly and solely on Raman gain and it is independent of the Raman pumping schemes. In addition, the effect of Raman amplification on SBS is more effective at the SBS threshold, especially in the bidirectional and forward schemes.     

高功率双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器的动态响应

基于速率方程的离散算法,分析了双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器的动态响应,显示了输出功率和增益的动态特征。当单个脉冲注入放大器时,输出脉冲的峰值功率不仅依赖于输入脉冲的峰值功率,而且依赖于泵浦功率;当脉冲序列注入时,输出脉冲的功率和增益最终将收敛于它们的稳态值。在双信道情况下,输入脉冲重叠时的输出功率和增益变得更陡峭。在连续波泵浦下,反向自发辐射输出功率(ASE-)首先快速地增加到峰值功率,然后单调下降到稳态值;在脉冲波泵浦下,反向自发辐射输出功率(ASE )与光纤长度成反比,而ASE-与光纤长度成正比。     

L波段掺铒光纤超荧光光源和放大器研究

通过优化铒光纤长度,获得了平坦谱宽达30nm(0.7dB)的L波段超荧光光源,该光源具有7.21dBm的输出功率。在此基础上,研究L波段放大器增益特性,通过对铒光纤长度的进一步优化,用1480nm激光器作前向泵浦源,实验上获得了波长从1565nm~1595nm范围平坦的增益带宽,小信号增益可达22dB。     

Noise properties of a bidirectional optical fiber transmission system using Raman amplifers

Abstract

Noise properties of a bidirectional optical fiber transmission system using Raman amplification are analyzed. Analytical expressions for both forward and backward amplified spontaneous emission (ASE) noise are established in terms of system parameters. The signal to ASE noise ratio (SNR) and the achievable repeater length are discussed. Based on the results, we find that there exist optimum pump and initial power levels for the maximum SNR and repeater spacing. The maximum system transmission length and accumulated ASE noise for a multiple‐amplifier system are calculated. A maximum system transmission length up to 5,000 km with 12 dB SNR is then predicted.