1064 nm波段泵浦掺铥光纤激光器的理论研究

文章对1064 nm波段泵浦掺铥光纤激光器进行理论分析,以获得到对实际研究有用的结论.先从理论分析计算了1064 nm泵浦掺铥光纤激光器的粒子速率方程和传输方程,并在传输方程中考虑了泵浦光和激光本征吸收影响.利用matlab软件理论模拟不同长度光纤的正反向泵浦光和激光在光纤中的分布.模拟讨论了输出功率与最佳光纤长度的关系,以及激光本征吸收系数和掺铥离子浓度对输出功率的影响.最佳光纤长度时的激光输出功率最高.考虑激光本征吸收是合理的,较小的本征吸收有较高的最大的输出功率.存在一个最佳的掺杂离子浓度使得输出功率最大.     

掺杂光纤激光特性分析

本文用速率方程方法和半经典理论方法分析了光纤激光器与光纤放大器的工作原理及工作特性.导出了光纤最佳长度与泵浦功率、掺杂浓度的关系;以及增益与光纤长度,泵浦功率的关系.指出了泵浦光的最佳频率选择,同时,也分析了激光器工作波长与光纤长度的关系。     

铒铥共掺碲基质宽带光纤放大器研究

文章作者分析了铒铥共掺碲基质光纤放大器在980 nm泵浦下Er~(3+)-Tm~(3+)离子之间的能量转移过程,建立了速率方程和功率传输方程,并通过仿真得出了其放大增益随光纤长度和泵浦功率的变化规律.仿真结果表明:通过优化光纤长度和泵浦功率,该放大器可以在1 440～1 540 nm波段得到高达50 dB的平坦增益.     

双包层Er—Yb共掺光纤放大器的特性分析

基于速率方程，数值分析了在980nm泵浦下双包层Er-Yb共掺光纤放大器的输出信号功率、增益和噪声特性；讨论了它们随激活光纤长度、输入泵浦功率和输入信号功率关系。结果表明，在小信号情况下，长度为5m的双包层Er-Yb共掺光纤放大器的输出信号功率超过25dBm，增益高于30dB，噪声系数小于4dB。     

掺铒光纤放大器增益和噪声研究

文章首先介绍了掺铒光纤放大器(EDFA)的结构和工作原理,然后运用能级理论和激光原理,深入全面地分析了影响EDFA增益和噪声的主要因素,得出了EDFA增益和噪声与泵浦功率、泵浦方式、输入信号光功率和掺铒光纤长度等关系的一些重要结论,并且通过实验进一步验证了这些结论;提出了提高EDFA增益,减小噪声系数的方法;最后根据文中得出的结论,设计了一种高增益低噪声的C波段EDFA光路,该光路已经应用于工程实践中.     

输入信号功率对EDFA增益斜率的影响

研究输入信号功率对掺铒光纤放大器(EDFA)增益斜率的影响,可为EDFA的优化设计提供理论参考.采用了实验分析和数值模拟两种方法,在EDF长度为14 m,输入波长为1530～1562 nm,泵浦光功率为400mW时,对输入信号功率为-5～5 dBm的EDFA增益斜率进行了对比,发现随着输入信号功率的增大,增益斜率也逐渐...     

宽带Er-Tm共掺石英光纤放大自发辐射特性分析

探索了新型Er-Tm共掺石英基质超荧光光纤光源的特性，在粒子数方程和功率传输方程的基础上对其放大自发辐射（ASE）特性进行了理论分析。在单向泵浦中，分析了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性，描述了在不同光纤长度、离子浓度及泵浦功率下信号谱的变化趋势；在双向泵浦中，讨论了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性以及信号谱相对于光纤长度和泵浦功率的稳定性。结果显示，利用Er-Tm共掺石英基质光纤可以获得稳定的100nm放大自发辐射带宽，大约是传统掺铒光纤超荧光光源带宽的两倍，但输出功率比后者低3个量级以上。     

基于受激布里渊散射的自调Q掺铒光纤激光器简化模型

文中分析了在980nm低功率连续泵浦源泵浦的条件下基于瑞利(RS)受激布里渊散射(SBS)效应的掺铒光纤激光器的自调Q过程。根据泵浦功率与重复频率、有效单模光纤长度与输出功率、有效单模光纤长度与脉冲宽度(FWHM)以及光纤干涉环分光比与输出功率等关系,通过仿真得知单模光纤长度为10m和光纤干涉环分光比为70:30时的输出功率最大,得到了最佳有效单模光纤长度和最佳光纤干涉环分光比,优化了激光器结构参数,并建立了自调Q掺铒光纤激光器的简化模型。     

全光纤同带泵浦宽带掺镱超荧光光纤光源的实验研究

采用自制的1018 nm光纤激光器做泵浦源,建立了全光纤同带泵浦的宽带掺镱超荧光光纤光源实验系统,首次利用同带泵浦对单程前向结构的超荧光产生进行了深入的实验研究。研究结果表明:基于同带泵浦的掺镱超荧光光源的斜率效率高达88%,半极大全宽度（Full Width at HalfMaximum,FWHM）最宽可以达到14.81 nm。掺镱光纤长度的改变,将影响超荧光光源的最大输出功率、斜率效率及中心波长,随着掺镱光纤长度的增加,最大输出功率和斜率效率下降,中心波长红移。固定光纤长度,改变泵浦功率,随着泵浦功率的增加,超荧光的最大功率和FWHM增加,光谱中心波长偏移很小。在掺镱光纤长度为5.7 m时,超荧光光源的最宽FWHM为14.81 nm,斜率效率在80.3%以上,输出功率的波动小于1%,没有驰豫振荡出现。     

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.     

掺Nd石英光纤的910nm光纤激光和超荧光

用514.5nmAr离子激光泵浦掺Nd石英单模光纤,通过抑制1080nm的发射,取得了910nm波段的光纤激光和超荧光输出.光纤激光的最大输出功率为1.4mW,斜率效率为2.5%.光纤超荧光的最大输出为0.4mW.比较了在单程和双程构置情况下910nm和1080nm超荧光输出间的关系.实验还研究了在同一构置中光纤输出从超荧光到振荡激光的变化过程.     

利用1．313μm激光泵浦掺铒石英光纤产生上转换放大自发辐射

报道了利用１．３１３μｍ波长调Ｑ锁模Ｎｄ３＋：ＹＬＦ激光泵浦国产掺铒石英光纤同时产生可见光４６３ｎｍ（４６３ｎｍ，４７５ｎｍ，４８５ｎｍ，４９４ｎｍ，５０１ｎｍ，５１０ｎｍ），５２５ｎｍ，５４０ｎｍ（５２５～５６４ｎｍ），二次谐波信号６５６ｎｍ（６５６～６７５ｎｍ）和近红外８０４ｎｍ（７８４～８２０ｎｍ）等波段放大自发辐射的实验结果．在可见光４６３ｎｍ波段，在高泵浦功率下观察到随泵浦光功率增大，邻近几个中心波长与４６３ｎｍ波长信号产生类似级联共振放大增强的现象。同时发现几个中心波长辐射光谱宽度随泵浦光功率增加有加宽的关系，这与现有实验结果报道不一致。实验中还发现３ｍ长光纤与４．５ｍ长光纤在输出可见光自发辐射光谱方面有很大的不同．３ｍ光纤在相等泵浦光功率下．出现邻近波长共振放大加强的几率比４．５ｍ光纤小得多。根据能级跃迁关系提出了共振四光子吸收将基态４Ｉ１５／２离子抽运到高能态２Ｇ７／２，然后跃迁辐射回到４Ｉ１３／２态的机制，给出了实验结果的初步机理解释。     

EDFA中光隔离器的最佳位置

基于Giles模型,研究了980nm和1480nm泵浦的两段EDFA中光隔离器的最佳位置随泵浦功率和信号功率的变化关系。光隔离器的最佳位置在距EDFA信号输入端约1/3处。     

可调谐单频掺镱光纤DBR激光器

对分布布拉格反射(DBR)的透射特性进行了分析,制作了一个单频窄线宽掺镱光纤DBR激光器.在977 nm半导体激光器泵浦下,在1052.5 nm波长处输出功率可达4 mW,线宽小于8 MHz(受测量仪器分辨率限制).采用弧形梁调谐光纤光栅,实现了DBR光纤激光器在单纵模工作状态下的连续调谐,调谐范围可达20.4 nm(1036.1～1056.5 nm),并研究了调谐对激光器的泵浦阈值和斜率效率的影响.     

自制宽带光源及其在光纤光栅制作中的应用

在光纤光栅制作过程中,宽带光源经常被应用于在线监测光纤光栅的反射率,以便适时有效地控制生成的光栅的透射率的高低程度.利用中心波长为971nm的半导体激光器抽运一段Yb+掺杂双包层光纤,制作出了一个宽带超荧光光源,该光源在最大功率输出时谱宽达到了75nm,并在1085nm附近10nm范围内荧光谱的输出功率高,有较好的光谱平坦性.还利用该宽带光源作为光纤光栅制作的监控光源,制作出了单模和多模光纤布喇格光栅,取得了令人满意的实验结果.结果表明,该宽带光源完全可以适应监控光纤光栅制作的需要.     

1053 nm掺Yb3+双包层光纤放大器脉冲放大特性研究

从掺Yb^3＋光纤放大器（YDFA）的功率传输方程出发，采用有限差分法对掺Yb^3＋双包层光纤放大器在1053nm的脉冲放大特性进行数值分析。模拟计算了在977nm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（ASE）在光纤中的稳态分布。分析了掺Yb^3＋双包层光纤放大器的单脉冲波形畸变以及控制输入脉冲形状来产生需要的超高斯输出脉冲形状。讨论了最佳长度以及抽运方式差别等问题。     

掺铒光纤放大器的最佳光纤长度和增益特性

本文用三能级系统的速率方程建立了掺铒光纤放大器近似理论模型。在有激发态吸收时，各种泵浦波长下均获得了掺铒光纤的最佳长度。就增益随信号光及泵浦光光强的变化作了分析。通过对增益谱分析发现改变掺铒光纤长度可改变增益带宽，为掺铒光纤放大器在波分复用光纤通信系统中的应用提供了依据。     

基于Lyot滤波器和长周期光纤光栅的温度与应变的同时测量

提出了一种基于光纤干涉原理的同时测量温度和应变的传感器,通过在Lyot滤波器(LFF)中熔接一段长周期光纤光栅(LPFG)构成。其中LFF由在起偏器(PL1)和检偏器(PL2)中嵌入一段保偏光纤(PMF)构成。实验结果表明,LFF的干涉谱和LPFG的谐振峰对温度和应变有不同的响应灵敏度,因此可利用敏感矩阵实现对温度和应变的同时测量。实验测得LFF和LPFG的温度灵敏度分别为-1.3173nm/℃和0.0604nm/℃,应变灵敏度分别为-0.0185nm/με和-0.0004nm/με。温度和应变的测量精度分别为±1℃和±25με。该系统采用线性结构,结构简单、易于实现,具有较高的灵敏度和稳定性,同时测量结果具有良好的线性度。     

高精度光纤陀螺用1550nmPMF耦合器的研制

介绍了一种为适应高精度光纤陀螺而设计制作的传输波长为1550mm的保偏光纤耦合器（PMFC）。比较了1550nmPMFC与单模光纤耦合器（SMFC）在制作工艺上的不同。对“衍射法定轴技术”和“温度稳定性高的封装技术”等关键制作技术进行了详尽的阐述和讨论。并对1550nmPMFC进行了温度循环试验,试验结果良好。     

基于内嵌FBG的Sagnac环的双波长光纤激光器

提出了一种内嵌光纤Bragg光栅(FBG)对的Sagnac环结构双波长掺铒光纤(EDF)环形激光器。对内嵌FBG对的Sagnac环的滤波特性进行了理论分析,实验获得了输出波长分别为1 554.92nm和1 555.2nm的稳定双波长光纤激光,边模抑制比约为65dB,功率稳定性优于0.2dB,波长稳定性优于0.02nm。