基于铒镱共掺光纤放大器的仿真研究

基于铒镱掺杂光纤放大器具有光纤短增益特性好的优点,对在混合光纤放大器中用铒镱掺杂光纤放大器来代替掺铒光纤放大器的方法进行了研究,并对铒镱光纤的长度和掺杂浓度进行了精心的选择,而后利用仿真软件对在2.5Gb/s和10Gb/s速率下的混合光纤放大的DWDM系统进行了仿真分析.     

光纤长度优化的高功率铒镱共掺光纤放大器

为了研究不同增益光纤长度下1555nm高功率光纤放大器的输出功率,采用两级混合结构的方法,用掺铒光纤放大器和双包层铒镱共掺光纤放大器分别作为1级预放大器和2级主放大器。掺铒光纤放大器对信号光进行预放大,并提高放大器的信噪比;双包层铒镱共掺光纤放大器为主放大器,其双包层结构可以把更多的多模抽运光耦合进系统。对铒镱共掺光纤的最佳长度做了理论分析和实验验证,在信号光功率为10mW、掺铒光纤放大器的抽运功率为318.58mW、双包层铒镱共掺光纤放大器的抽运功率为11.71W、增益光纤长度为14m时,输出功率取得了2.11W的实验数据。在分析输出信号光谱时发现,L波段附近有放大自发辐射谱出现,这是选择的增益光纤过长导致的。结果表明,在光功率和信号光功率一定时,光纤放大器有一个最佳的光纤长度。这一结果对研究光纤放大器的高功率输出是有帮助的。     

高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器的理论研究

基于速率方程理论对低重复频率高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器(EYDFA)进行了理论研究。通过采用有限差分法对理论模型的求解,系统分析了在放大自发辐射(ASE)受限情况下,抽运脉冲峰值功率、抽运脉宽、信号时延对放大器性能的影响。结果表明,在将ASE控制在合理范围的情况下,抽运脉冲存在一个最佳的抽运脉冲宽度,信号脉冲相对抽运脉冲的时延对输出峰值功率和脉冲能量有非常重要的影响。而且对给定的增益介质,抽运脉冲峰值功率也并非越高越好,而是存在一个最佳值。该研究结果对高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器的实验研究具有指导意义。     

多芯掺铒光纤放大器

本文介绍了多芯掺铒光纤放大器的原理，结构，制作方法，以及各种参数对性能的影响。     

L-带掺铒光纤放大器的研究与进展

通过理论计算，比较了C－带掺铒光纤放大器和L－带掺铒光纤放大器的增益特性，并较为全面地阐述了近几年来国内外对L－带掺铒光纤放大器的研究情况。通过对L－带掺铒光纤放大器工作原理的分析，总结出新的设计思路与方案，提出了一些新的研究点。     

铒镱共掺双包层光纤的研究

文中主要介绍了用MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备铒镱共掺双包层光纤的设计、制作及性能.通过铒镱掺杂浓度的对比实验以及制备工艺的改进,找到了合适的铒镱掺杂浓度比,提高了铒镱掺杂浓度,有效防止了预制棒芯部的凹陷,最终制作出铒镱掺杂浓度高(吸收系数≥2dB/m)(976nm)、内包层形状为D形的铒镱共掺双包层光纤.     

高浓度掺铒/镱铒共掺硅酸盐玻璃丝的净增益测量

室温下测量了两种高浓度掺杂硅酸盐玻璃丝的净增益随抽运功率、玻璃丝长度的特性曲线,在100mW功率抽运下,掺铒质量浓度为0.19g/cm3的硅酸盐玻璃丝的单位长度净增益为1.96dB/cm,阈值功率为36mW,最佳长度为4.5cm;掺镱质量浓度为1.1g/cm3、掺铒质量浓度为0.12g/cm3的镱铒共掺硅酸盐玻璃丝,单位长度净增益为3.07dB/cm,阈值功率为28mW,最佳长度为2.5cm。结果表明,在厘米长度量级上可获得近10dB的净增益。镱铒共掺硅酸盐玻璃丝的净增益随抽运功率增长未出现饱和趋势,说明镱作为敏化剂可以改善掺铒光纤放大器的增益特性。     

铒镱共掺光纤光栅的谐振增强型非线性光学效应

介绍了掺杂稀土元素的光纤非线性增强的机理．给出了几种常用的掺杂稀土元素光纤和波导的非线性数据。掺杂稀土元素的光纤的非线性较之普通石英光纤的非线性有较大地增强，然而掺杂稀土元素的光纤的非线性响应速度较慢，并且和抽运光以及掺杂浓度相关。实验研究了铒镱共掺的光纤光栅的谐振增强型光学非线性，采用980nm抽运光入射到光栅，用光谱仪观察光栅的透射谱。当抽运光入纤功率为100mW时，可实现0．2nm的光栅布拉格波长移动。实验证明掺杂稀土元素离子的光纤光栅具有很高的非线性，大约为普通光纤光栅的10^6倍．这种光栅在全光开关等领域具有一定的应用价值。     

铒镱共掺调频光纤激光器

研究了一种新型的短腔铒镱共掺单纵模调频光纤激光器,推导了该类光源利用零差检测法时功率谱密度的理论表达式,进行了数值模拟,计算出了最大频偏量.激光器是由一段4 cm长的铒镱共掺光纤和两个窄线宽光纤布拉格光栅构成,通过对靠近抽运端光栅的长度调制实现了激光的频率调制.激光器线宽小于400 kHz,输出功率大于3 mW,最大频偏可以达到55 MHz,最大频偏量的实验结果与理论分析一致.     

铒/镱共掺光纤的超荧光研究

研究了铒/镱共掺光纤的超荧光特性,用4.5 m长铒/镱共掺光纤在248 mW的1 064 nm Nd∶YAG激光泵浦下,在峰值波长1 534.96 nm处,光谱3 dB带宽为1.76 nm.其输出光功率达23 mW,斜率效率为12.9%,输出功率稳定性为±0.05 dB.     

一种小型铒/镱双掺光纤放大器增益特性研究

研究了一种小型铒/镱双掺光纤放大器的增益特性。仅用长度为4.2m的Er/Yb双掺光纤作为增益介质,以1064nm Nd∶YAG固体激光器作泵浦源,获得了1530~1560nm区间的30nm(±1dB)平坦增益谱宽。对于1550nm的信号光,泵浦功率为100mW时,小信号增益为27.95dB,饱和输出功率为8.36dBm。     

掺铒光纤放大器双向放大特性

建立了掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）双向放大传输的方程，通过数值模拟计算，分析了掺铒光纤长度、泵浦功率的变化对增益、噪声系数的影响；研究了ＥＤＦＡ的正反向增益和噪声系数特性；给出了增益、正反向系数与输入信号功率的关系曲面。     

铒镱共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的进展

本文介绍了铒镱共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的工作原理、结构、制作工艺以及最新进展和发展趋势。     

高功率多模铒镱共掺双包层光纤激光器的研究

为了获得尽可能高的输出功率以满足应用需求,分别以实验和数值分析的方法对铒镱共掺双包层光纤激光器的性能进行了进一步研究.实验上,采用加拿大国家光学研究所生产的EY805型铒镱共掺双包层多模光纤作为增益介质,描述了输出功率随入纤抽运功率以及光纤长度的变化,在光纤长度为1.8m的情况下,获得了3.5W的最大输出功率,光-光转换效率达31.8%.基于速率和传输方程,对该铒镱共掺双包层光纤激光器进行了数值模拟,在相同光纤长度下,计算的最大输出功率约.W,光-光转换效率0%,比实验结果要高.讨论了进一步对该光纤激光器性能进行优化的措施.该结果对于促进铒镱共掺双包层光纤激光器的实用化及其性能改进具有重要意义.     

铒镱共掺波导放大器的增益特性

在忽略放大自发辐射(ASE)及均匀掺杂和稳态的情况下,在初始能量转移效率的基础上从速率方程和传输方程出发,推导出了用于分析铒镱共掺波导放大器(EYCDWA)的新公式.利用这些公式分析了泵浦光功率、信号光功率、掺杂浓度、波导长度对放大器增益特性的影响,并与单掺铒波导放大器(EDWA)进行了比较,得到了一些具有实用价值的模拟结果.