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.     

一种高掺铒光纤超荧光辐射源

研制了一种采用反向结构,980nm激光二极管泵浦的掺铒超荧光光纤光源。仅使用长度为2.75m的高掺杂浓度的掺铒光纤作为增益介质,获得了输出功率高、光谱稳定的超荧光辐射。在波长1550nm处有23nm的ASE光谱平坦区。其最大输出光功率为8.6mW,输出功率稳定性为±0.02dB,阈值泵浦光功率为8.6mW,斜率效率达7.65%。     

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.     

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.     

双程后向结构掺铒光纤超荧光光源研究

通过编制1套图形界面的模拟分析软件,对双程后向结构掺铒光纤超荧光光源有关输出功率、带宽和平均波长特性进行了理论模拟。结果表明,通过选取适当的掺铒光纤长度,总能实现光源的平均波长不依赖于泵浦功率的高稳定性。并报道了研制的双程后向结构掺铒光纤超荧光光源。     

基于双程反向结构的掺铒超荧光光纤光源

给出双程反向结构掺铒超荧光光源的理论分析模型。研制了一种采用双程反向结构，980nm激光二极管泵浦的掺铒超荧光光纤光源。在波长1550nm处，获得了光谱稳定、输出功率大的超荧光。光谱3dB带宽为55nm，并有20nm的ASE光谱平坦区。     

宽带、高稳定掺铒光纤超荧光光源

概述了掺铒光纤超荧光光源的基本原理、主要结构和特点;介绍超荧光光源的最新研究进展,报道我们研制的中心波长稳定的L波段超荧光宽带光源和单级掺铒光纤C L波段超荧光宽带光源。     

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。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器

详细描述了双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器的基本原理和基本结构,介绍了此类光纤放大器在提高输出功率、提高增益、降低噪声及增益平坦等方面的研究进展,并报道了最新的实验结果：采用双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器,实现了中心波长位于1561nm、3dB带宽为8nm、输出功率达1．16w超荧光输出,光光转换效率可达32％。     

工作在L波段的多波长Er3 /Yb3 共掺光纤激光器

采用Er^3 ／Yb^3 共掺双包层光纤(EYDF)作为增益介质，利用一段标准的多模光纤作为空间梳状滤波器，于室温下实现了5个波长的稳定输出。通过调节偏振控制器的状态，可以实现对波长振荡个数和波长间隔的控制。腔中不加任何的稳定装置，在激光输出功率高于207mw时，仍能够得到多波长的稳定振荡，单一波长的线宽窄于0．15nm，边模抑制比大于32dB。通过优化单模光纤与多模光纤的熔接，选择更加合适的多模光纤，可实现更多波长个数的稳定的多波长输出。     

Influence of Input Pulse Durations on Properties of Er^3＋/Yb^3＋ Co-doped DCFA

Based on propagation-rate equations, the influence of different input pulse durations on the properties of Er^3＋/Yb^3＋ co-doped double-clad fiber amplifier at dynamic equilibrium was analyzed. The change characteristic of output power sag with pulse duration and repetition rate was shown. Whether single or multichannel input pulses are amplified, the shorter the input pulse duration is, the smaller the power sags of output pulse will be. At low repetition rate, upper gain values（Gupper） of gain swing are almost the same for different input pulse durations, which tend to the small signal gain, but lower gain value（Glower） of short input pulse is larger than that of long input pulse. At highrepetition rate, lower gain value（Glower） approaches to upper gain value（Glower）.     

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。     

双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤放大器动态特性研究

基于速率方程的离散算法，实现了对双包层Er^3＋／Yb^3＋光纤放大器动态特性的分析。研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化。结果表明：对于单个脉冲，在相同的泵浦功率下，输出脉冲的峰值功率取决于输入脉冲的峰值功率；在不同的泵浦功率下，输出脉冲的峰值功率取决于泵浦功率。对于脉冲序列，在达到稳定的输出前，将经历一个输出功率和增益由高到低的变化过程。对于异步转移模式的多信道脉冲，脉冲重叠时的功率和增益变化要快于非重叠时功率和增益的变化。     

Er3 /Yb3 共掺锗碲酸盐玻璃荧光特性及OH-的影响

制备了Er^3 ／Yb^3 共掺的70TeO2-5LiO2(25-x)B2O3-xGeO2(x=0，5，10，15，20％(mol))系列锗碲酸盐玻璃，测试了其荧光光谱、红外吸收谱以及Er^3 的I13/2能级寿命，并根据McCumber理论计算了E^3 能级中^4I13/2→^4I15/2跃迁的受激发射截面。讨论了OH对此系列玻璃荧光特性的影响。结果表明：此系列玻璃作为掺Er^3 光纤放大器(EDFA)的基质材料具有较好的带宽特性，随着GeO2含量的增加及B2O3含量的减少，Er^3 的荧光强度和^4I13/2能级寿命逐渐提高，OH^-的存在使得Er^3 的荧光强度降低，荧光寿命减小。     

Er3＋-Yb3＋共掺杂环形腔光纤激光器

运用Er3 -Yb3 共掺杂光纤作为激光增益介质，采用1．064μm的Nd：YAG激光器作为泵浦源，实现了2m和1m长环形腔光纤激光器运转。输出波长1．53μm，输出功率分别为7．8mW和6．2mW，斜率效率分别达到了6．4％和5．2％。     

中频溅射技术沉积镱铒共掺Al2O3薄膜光致发光

用中频孪生靶溅射法在硅片上制备了镱铒共掺氧化铝薄膜(2 cm×2 cm),在室温下检测到薄膜的位于1 535 nm的很强的光致发光光谱(PL),讨论了泵浦功率、镱铒共掺比例、退火温度对光致发光光谱强度的影响.扫描电镜(SEM)观察分析表明,中频孪生靶溅射法沉积的薄膜致密、均匀、光学缺陷少.实验结果表明镱铒共掺薄膜的荧光强度不随泵浦功率的增加而饱和,最佳的镱铒共掺杂比例9∶1,最佳退火温度850 ℃,对各种实验结果给出了理论的解释.     

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。     

双包层光纤放大器小信号时放大的自发辐射特性研究

基于速率方程,针对不同的泵浦方式,对双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器小信号放大时放大的自发辐射（ASE）特性进行了全面研究。研究结果表明：反向泵浦时,ASE＋输出功率大于ASE-输出功率,各波长分量对ASE＋输出功率的贡献大于该波长分量对ASE-输出功率的贡献;增加纤芯数值孔径,无论正向泵浦还是反向泵浦,ASE输出功率都单调减小;当包层对芯径面积之比小于某一特定值时,对于反向泵浦,ASE＋输出功率大于ASE-输出功率。这些特点显示了小信号放大时ASE与大信号放大时ASE所存在的差异。