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。     

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。     

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。     

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。     

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％。     

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+共掺光纤的研制与光谱分析

通过在Er^3 ／Yb^3 共掺光纤中将Er^3 离子的浓度提高到0．5％(wt)且没产生浓度猝灭时,使用该光纤进行泵浦放大。获得了22．3dBm的饱和输出功率,并与我们研制的掺Er^3 光纤的相关参数进行了比较,对Er^3 ／Yb^3 光纤和Er^3 光纤的相关谱线进行了分析,Er^3 ／Yb^3 共掺光纤在大容量高输出功率放大器应用方面的优势明显．     

中频溅射技术制备镱铒共掺Al2O3光波导

在硅单晶（100）衬底上用热氧化法氧化一层SiO2做缓冲层,在高纯铝靶上镶嵌金属Yb,Er,然后用中频磁控溅射法制备了镱铒共掺杂氧化铝薄膜。讨论了靶电压及沉积速率随氧流量的变化的磁滞回线效应,分析得出了沉积氧化物薄膜的最佳氧流量。在室温下检测到了薄膜的位于1535nm的很强的光致发光光谱（PL）,并在光学掩模下用BCl3离子束对薄膜样品进行刻蚀,得到条形光波导。     

Cr3+,Yb3+,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中Ce3+和Cr3+离子对光谱性质的影响

研究了 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃的吸收光谱和荧光光谱性质。通过测定和计算各种 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃的光谱参数 ,初步探明了 Ce3+ 和 Cr3+ 离子浓度含量对 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃光谱性质的影响。结果表明 ,Ce O2 含量为 2 .8mol- %,Cr2 O3含量为 0 .0 8wt.- %玻璃的光谱性质较好。Ce3+ 离子价态的变化也对玻璃的光谱性质有重要影响。 Ce3+ 离子的存在更有利于对抽运光的吸收和能量的传递。在 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中实现了 Er3+荧光寿命达 8m s,受激发射截面为 0 .8× 1 0 - 2 0 cm2的光谱特性 ,为今后该玻璃的激光实验提供了重要参数。     

Er3+/Yb3+共掺磷酸盐光纤放大器增益分析新模型

从磷酸盐玻璃材料微观结构出发,建立了一种求解铒镱共掺光纤增益的新模型.定量分析了镱离子对铒离子浓度猝灭的抑制作用,通过模型计算得到泵浦光激励下,一定浓度的Er3 /Yb3 共掺磷酸盐玻璃光纤增益值,计算结果与实验数据符合很好.该模型为磷酸盐玻璃放大器的设计提供了数值依据.     

L波段可调谐Er/Yb共掺环形腔光纤激光器

报道了一种工作在L波段波长可调的环形腔Er／Yb共掺双包层光纤激光器。利用两段高双折射光纤和两个偏振控制器组成的环形镜作波长选择器件，通过调整环形镜中偏振控制器的状态来改变环形镜对不同波长的反射率以实现某波长的激光输出，使波长调节范围达到60nm，不同波长处激光输出功率的起伏小于0．7dB；采用较长的Er／Yb共掺双包层光纤(EYDF)作增益介质，利用6个976nm激光二极管同时抽运前段Er／Yb共掺双包层光纤所产生的放大自发辐射谱作为二次抽运源，对腔内未被抽运的一段Er／Yb共掺双包层光纤进行抽运，使增益谱移到L波段，实现了L波段可调谐激光器的稳定输出。在最大抽运功率为3594．5mW时，测得抽运入纤功率为2737．37mW，得到最大输出功率300mW，斜率效率为11％的激光输出，所形成激光光谱的3dB带宽为1．8nm，边模抑制比大于38dB。     

掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换的实验研究

首次报道了实验研究连续1064nm Nd:YAG激光器泵浦的掺稀土离子Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换过程。测量了掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤产生的频率上转换可见荧光谱,并用能量转移、受激态吸收和双光子吸收过程解释了467,546和667nm三条频率上转换荧光谱线的产生机理。     

脉冲泵浦铒镱共掺光纤放大器的动态

双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器是一种新型光纤放大器,这里基于速率方程的“离散”算法,实现了脉冲泵浦方式下该型放大器动态特性的分析。研究了脉冲泵浦方式下,输入信号的动态响应。结果表明：当脉冲持续时间等于1．5ms时,输入信号的放大会终止,到下一脉冲来临时,信号放大又快速地上升到最大值;当脉冲持续时间为0．15ms时,输入信号的放大不会终止,但随着脉冲持续时间的增大,信号输出功率会越来越小。