全光纤高功率Er/Yb共掺双包层光纤放大器

结合Er/Yb共掺双包层光纤(EYDCF)和丰振荡功率放大(MOPA)技术,采用高功率多模抽运方式设计和实验研究了全光纤化两级放大器.分析了放大器的各种性能参数;1550 nm连续光放大得到最大斜率效率为29%,最大输出功率1.52 W,功率稳定度0.4%;2 kHz脉冲放大时得到最大输出功率1.1 W,功率稳定度0.45%,最大斜率效率25%.并从放大后光谱和时域波形分析了导致脉冲放大时斜率效率和功率转换效率较低的主要原因为Yb3+离子波段放大自发辐射(ASE)的出现和Er离子波段ASE的过多积累.在高功率放大时,增益随输入信号功率增大迅速下降;同时结合抽运光频谱随驱动电流变化分析了其对放大器性能的影响.     

Er/Yb共掺光纤放大器前向放大自发辐射模型

提出了Er/Yb共掺的光纤放大器中,Yb离子仍然存在基态能级斯塔克(Stark)分裂的假设,考虑1060 nm波段辐射,利用速率方程和传输方程,结合Er/Yb共掺双包层光纤的吸收和发射系数谱,采用4阶龙格-库塔(Runge- Kutta)算法,建立了模拟Er/Yb共掺双包层光纤放大器放大自发辐射(ASE)光谱的理论模型。通过改变抽运功率和信号功率,对其前向放大自发辐射光谱特性进行了全面的分析。大信号入射时,改变抽运功率,只改变输出功率大小。输出光谱形状不变,而当信号功率足够小时,前向放大自发辐射光谱在1535 nm和1543 nm处会出现2个局部峰值,理论模拟与实验数据相符。     

Er3 + /Yb3 + 共掺双包层光纤超荧光光源的实验研究

报道了基于双程后向单级泵浦结构的宽带Er^3＋/Yb^3＋共掺双包层光纤超荧光光源的实验研究结果。采用980nm泵浦源，通过优化泵浦功率和光纤长度，在波长1550nm处，实验仅用1mEr^3＋/Yb^3＋共掺双包层光纤获得了30．8mW的超荧光输出，泵浦斜效率为28％，光谱3dB带宽为35nm。     

Er3 + /Yb3 + 共掺双包层光纤超荧光光源的实验研究

报道了基于双程后向单级泵浦结构的宽带Er3 + /Yb3 +共掺双包层光纤超荧光光源的 实验研究结果。采用980nm泵浦源,通过优化泵浦功率和光纤长度,在波长1550nm处,实验仅用1m Er3 + /Yb3 +共掺双包层光纤获得了30. 8mW的超荧光输出,泵浦斜效率为28% ,光谱3dB带宽为35nm。     

高功率掺Yb3 双包层光子晶体光纤超荧光光源

实验报道了一种新型的高功率宽带掺Yb^3＋双包层光子晶体光纤（DC-PCF）超荧光光源（SFS）。利用端面耦合技术直接将高功率激光二极管激光器（LD，中心波长为976nm）输出的泵浦光耦合进掺Yb^3＋ DC-PCF。采用双程前向泵浦方式获得了平坦的宽带超荧光输出，最大超荧光输出功率1．649W，斜率效率为56．7％，3dB带宽为22．4nm。     

双包层Yb/Er共掺光纤激光器的特性研究

对980nm抽运的双包层Yb/Er共掺光纤激光器进行了数值模拟,分析了稳态情况下光纤中上能级粒子数,抽运光功率,信号光功率沿光纤轴向的分布.计算了激光器输出功率与光纤长度的关系,激光器输出腔镜反射率与输出功率的关系.根据数值模拟的结果,采用4m长的铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,反射率为15%的双包层光纤光栅作输出腔镜组建了全光纤激光器,其斜率效率为40%.在3.4W的最大抽运功率下,得到了1.25W的激光输出,输出光谱宽度为0.49nm.     

Er/Yb共掺双包层OFA中1060nm辐射实验研究

文章分析了在Er/Yb共掺双包层光纤放大器(OFA)中产生1 060 nm波段辐射的原因,通过后向泵浦和前向泵浦的实验手段,研究了此波段辐射的光谱特性,并与单掺Yb OFA进行了比较,说明了掺Er离子的吸收作用,使输出光谱波长往长波长方向漂移.增大泵浦功率时,1 060 nm波段的辐射功率相应增加,因此为避免自激应加以抑制.     

双程前向包层抽运宽带Er3+/Yb3+共掺超荧光光纤光源

为了研究基于双程前向结构的宽带Er3+/Yb3+共掺双包层光纤超荧光光源,采用976nm抽运,通过优化抽运功率,研究了采用不同长度光纤时光源的输出功率、平均波长和带宽。实验结果表明,采用60cm长的Er3+/Yb3+共掺双包层光纤时,系统达到了最佳。同时获得了9.18mW的输出功率和34nm的带宽,平均波长稳定性约7.16×10-6/mW。当输出功率减少至3.78mW时,系统获得了80nm的最大带宽。     

一种高掺Yb短光纤超荧光光源

报道了一种以980nm半导体激光器(LD)为泵浦源、Er3+/Yb3+共掺光纤为增益介质的超荧光光源(SFS)。最大超荧光输出功率为1.00mW,输出功率稳定性为±0.06dB。其阈值光功率为15.7mW,斜率效率为1.08%,3dB谱宽为15.6nm,所需最佳光纤的长度仅15 5cm。     

传感用高功率高稳定性掺铒光纤超荧光光源

文章通过优化掺铒光纤的各种参量，用两个980nm激光二极管做抽运源，用一个3dB耦合器制作成光环形镜，采用双级双程前向泵浦结构，实现了功率最高达52．8mw（17．15dB）的稳定的高功率宽带超荧光光源。在未加任何滤波器的情况下，其3dB带宽可迭40nm。该光源已成功用于油气管线检测工程实践中。     

一种简单的高功率L波段超荧光光源

采用双程前向结构,在一根高浓度掺铒光纤中实现了功率高达13.13mW(11.18dBm)、平均波长为1578.53nm的L波段高功率超荧光输出,在1570nm～1620nm间的功率高于9.38mW。可满足分布式光纤光栅传感、DWDM等由C波段向L波段扩展的带宽及功率需求,同时与C波段光匹配后,可得到功率高于20mW的C+L波段宽带高功率光输出。其中采用普通耦合器制作的光纤圈反射器,将后向的C波段ASE重新引回光纤中,提高了抽运源的利用效率和光纤输出光的稳定性,同时分析了光源的输出功率、平均波长、稳定性等随光纤长度、抽运功率的变化特征,对于光源的应用设计提供参考。     

掺稀土元素光纤超荧光光源

本文介绍了超荧光光纤光源的基本原理、基本结构和研究进展。报道了我们研制的大功率掺Yb^3 双包层光纤超荧光光源。     

Theoretical study on erbium ytterbium co-doped super-fluorescent fiber source

Erbium ytterbium co-doped super-fluorescent fiber source (EYD-SFS) has been simulated by a theoretical model based on rate equations and power transfer equations. The output performances of four basic structures of EYD-SFS have been expressed, and it indicated that the DPF structure is a preferable structure. The dependence of output power, mean wavelength and bandwidth stability on the pump fiber length and the concentration of Er³⁺ and Yb³⁺ have also been studied. The results indicated with a proper doping concentration of Er³⁺ and Yb³⁺ of 6.0×10²⁶ ions/m³ and 1.0×10²⁷ ions/m³, the optimal gain fiber length is 3.6 cm. In this condition, good performances of DPF structure of EYD-SFS have been achieved.     

高功率Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中ASE的影响分析

为了研究自发辐射对高功率铒镱共掺脉冲光纤放大器性能的影响,在速率方程理论的基础上,采用有限差分法对理论模型进行了数值求解。对不同抽运、信号和光纤参量配置情况下,自发辐射对放大器性能的影响进行了模拟分析。结果表明,由于自发辐射自饱和的限制,在其它条件相同的情况下,为了得到最高的单脉冲能量和峰值功率,放大器输入信号存在一个最佳的重复频率,且该最佳重复频率与抽运功率成正比与脉冲宽度成反比。研究结果对高功率铒镱共掺光纤脉冲放大器的设计和实验研究有重要指导意义。     

用于传感的具有平坦带宽掺Er光纤超荧光光源的研究

设计和实现了一种双程后向泵浦结构的掺Er光纤(EDF)超荧光光源。通过1×2端的980nm耦合器和980nm的LD,实现了单管双泵浦作用,改善了光源输出光谱、带宽和平坦度,在未加滤波器的情况下,最高功率可达41.48mW(16.18dBm),3dB带宽可达40nm,平坦度为±1.5dB。该光源结构简单、易于实现,应用于光纤光栅(FBG)传感系统,可实现多FBG传感信号峰值功率均衡。     

Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益综述

主要从磷酸盐玻璃光纤的离子掺杂浓度、量子转换效率、信号波长与功率、抽运波长与功率以及光纤长度等方面概述了Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益.并简要介绍了国外在该方面的研究进展.     

不同泵浦方式下Er3 /Yb3 共掺光纤放大器的自发辐射谱

用改进的MCVD法和湿法掺杂技术设计制作了2种不同Er^3＋、Yb^3＋浓度比的Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤（EYDF），利用980nm和1480nm泵浦LD对Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器（EYDFA）的放大自发辐射（ASE）谱进行了研究。利用980nm LD泵浦时，这2种光纤在C波段的ASE强度都很弱，吸收系数小的EYDF在C波段的荧光强度比吸收系数大的光纤大2个量级。用1480nmLD对吸收系数大的EYDF进行泵浦，优化光纤长度，此时C波段荧光强度比用980nm泵浦时大5个量级。这是由于对于EYDF在976nm附近Yb^3＋有很强的非饱和吸收，导致能量传输效率差，因此980nmLD不适合做高浓度EYDFA的泵浦源。而1480nm泵浦时，Yb^3＋不再作为敏化剂而只起到克服成对Er^3＋间的浓度淬灭问题，同时起到提高Er^3＋在石英基光纤中的溶解度的作用。