掺Yb双包层光纤放大器的瞬态增益特性研究

建立了简化的瞬态增益基本模型,数值计算了低频光脉冲经过掺Yb双包层光纤放大器(掺Yb双包层光纤放大器)后的波形.在实验中对种子源放大的掺Yb双包层光纤放大器的脉冲特性进行了分析,证实了其瞬态增益的低频响应特性.     

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。     

掺Yb^3＋双包层光纤

掺Yb3+双包层光纤具有增益带宽宽、量子效率高及无激发态吸收、无浓度淬灭的特点,是用作高功率连续输出光纤激光器的理想光纤之一.近年来随着拉曼放大器的开发应用与发展,掺Yb3+双包层光纤的研究更加激起各国专家的研究兴趣. 本文对掺Yb3+双包层光纤在以下几方面作了全面的综述: 1) 掺Yb3+双包层光纤产生的背景、发展历史; 2) 掺Yb3+双包层光纤的结构组成、工作原理和制造工艺; 3) 掺Yb3+双包层光纤的性能及其影响因素; 4) 掺Yb3+双包层光纤的应用; 5) 目前掺Yb3+双包层光纤研究中存在的问题.(PD1)     

高功率双包层光纤放大器

高功率双包层光纤放大器在光纤传感、光纤通讯、光谱测量和惯性约束聚变等领域有广泛应用.介绍了两种获得放大激光输出的高功率双包层光纤放大器:单频双包层光纤放大器和脉冲双包层光纤放大器.分析了它们的工作原理及关键技术,并对国内外近期进展作了综述.     

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％。     

双包层光纤放大器研究

双包层光纤放大器输出功率高,可用于密集波分复用系统、光纤CATV系统以及空间光通信系统中。本文采用分段方法,利用光子数平衡原理建立了半数值双包层掺稀土光纤放大器理论模型。利用本模型可以对双包层光纤放大器进行优化设计。     

高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性

通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解,得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布。计算结果表明,双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K。同时,信号光与泵浦光功率的比值决定了温度最高点和熔接点的距离,在泵浦光功率为100 W、信号光功率为10 mW的情况下,两者之间的距离可达30 cm。通过分析不同内包层形状的双包层光纤的径向与轴向的热分布情况发现,相较于其他内包层形状的双包层光纤,偏芯型双包层掺铥光纤因其具有较低的最高温度、较高的泵浦效率和高斯型横截面热分布而较适用于掺铥光纤放大器。     

高功率双包层掺镱光纤放大器

为满足高功率激光系统末级功率提升的要求,研制了高功率光纤放大器,它采用双包层掺Yb3＋光纤作为增益介质,利用泵浦合束器进行泵浦的级联放大。通过有效的热管理及输出稳定技术,对于大信号1053nm波长的输入光,该光纤放大器的增益大于22dB;采用增益均衡技术,20nm带宽范围内增益平坦度小于2dB。     

高功率可调谐皮秒光纤激光产生技术

实验研究了一种基于增益开关激光二极管和掺镱光纤放大器的高功率可调谐皮秒激光脉冲产生技术与系统.采用增益开关激光二极管作为种子源,多级掺镱单模光纤预放大器和两级大模场双包层掺镱光纤主放大器构成的放大系统,以及增益补偿技术、可调谐滤波技术、Sagnac环技术和包层泵浦技术相结合的方法,获得了中心波长1 053～1 073 ...     

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。     

双包层光子晶体光纤特性研究

通过对比双包层光子晶体光纤与聚合物双包层光纤的结构特性以及泵浦方法,得出双包层光子晶体光纤（DC-PCF）可以产生比聚合物双包层光纤大得多的数值孔径,但需要侧面泵浦和利用锥形多模光纤连接的PC-DCF不适合构建放大器的结论。研究表明,光子晶体光纤所具有的大数值孔径能有效地减少高功率放大器中的非线性光学效应。     

空间光通信中空间辐射对光纤放大器性能的影响

以60Co为辐射源, 通过地面辐射模拟实验, 对掺铒和铒镱共掺两种光纤放大器的性能变化进行了对比分析。实验结果表明, 在总剂量为40 krad的低剂量轨道辐射环境中, 信号光通过这两种光纤放大器后, 其中心波长及半宽都没有发生显著变化, 这为光纤放大器能够应用于空间光通信提供了保证; 在辐照过程中掺铒光纤放大器的增益下降3.91 dB, 而铒镱共掺光纤放大器的增益下降17.60 dB, 表明镱离子的存在使得铒镱共掺光纤放大器的抗辐射性能要明显弱于掺铒光纤放大器, 这也为不同发射功率下的空间光通信系统在选择合适类型的放大器时提供了一个有益的参考。     

980nm波段连续光纤激光器的研究进展

980nm波段掺镱光纤激光器在高亮度抽运源和蓝绿光源方面具有广泛的应用前景。首先介绍了980nm波段连续光纤激光器的研究价值、研究难点。然后,介绍了国内外研究机构在980nm波段连续光纤激光器和放大器方面的研究进展和存在的问题。最后对980nm波段连续光纤激光器和放大器未来发展方向进行探讨。     

光纤激光器的新进展

简要地介绍光纤激光器的基本结构、特点及其在光纤通信中的应用,着重描述了双包层掺杂光纤激光器和任意形状光纤激光器,指出高功率光纤激光器在激光技术领域(如激光加工、光电探测、生物医疗、光存储等)中的广阔应用前景。     

光纤合束器的研制与应用

光纤合束器是一种先进的将泵浦光耦合进双包层光纤的器件.介绍了这种器件的结构和优点,以及它在大功率光纤激光器和光纤放大器中的应用,并对它的研制过程进行了探讨.     

基于高斯拟合的级联光子晶体光纤拉曼放大器

为了满足超高速、大容量的光纤传输系统的需求,本文在两段光纤级联结构的基础上,分析了光子晶体光纤的拉曼增益谱并采用高斯曲线对其进行拟合,设计了一种高增益、宽带宽的拉曼光纤放大器。高斯曲线拟合完整准确地保留了光子晶体光纤的增益谱信息,同时尽可能地增加了信号的传输带宽。利用四阶龙格-库塔法对经典的拉曼耦合波微分方程进行数值求解,不仅降低了放大器的增益平坦度,也实现了高增益放大。相比于直线拟合光纤拉曼增益谱的方法,提升了系统的传输容量。通过仿真分析得到:放大器的放大带宽为61 nm,其增益高达22.8 dB,增益平坦度仅为0.42 dB。     

用大模场光子晶体光纤获得高功率飞秒激光

最近许多实验结果表明掺Yb光纤在提高输出功率方面还有很大潜力,而且由于大模面积光子晶体光纤的使用,飞秒光纤激光器的输出已经可以与传统飞秒固体激光器相比拟。报道了利用掺Yb的保偏型大模面积光子晶体光纤进行锁模和放大方面取得的实验结果,光子晶体光纤振荡级输出重复频率为51 MHz,脉冲宽度为450 fs,平均功率为2 W的飞秒激光,对应单脉冲能量40 nJ;同时利用国产双包层大模面积光纤进行了放大实验,在平均功率为毫瓦量级的种子光脉冲输入情况下,获得了103增益。     

分布拉曼光纤放大的实验研究

采用符合ITU-T标准的G波段40信道波分复用(WDM)光源对分布式拉曼放大器(DRA)的特性进行了实验研究。对不同抽运方式及不同光纤长度的分布式拉曼放大器性能作了较为详细的报道。在抽运功率相同的条件下，选用50km单模光纤对比研究了不同抽运方式的拉曼放大器增益和噪声。通过对不同光纤长度的分布式拉曼放大器的实验研究发现，在较低抽运功率且输入信号功率较低的情况下，随着光纤长度增加，拉曼增益也增加，有效噪声系数减小。研究了分布式拉曼放大器对波分复用通信系统信噪比的改善，实验发现不同抽运功率下，拉曼放大器对系统信噪比的改善随抽运功率增加而增加，但是不成线性关系，而且最终会出现饱和。     

掺镱双包层光纤放大器的放大特性

从掺镱(Yb)光纤放大器的功率传输方程出发,利用有限差分法对小模场面积(SMA)和大模场面积(LMA)掺镱双包层光纤放大器的放大特性进行了分析比较.采用模场直径(MFD)6.5μm和20μm的双包层掺镱光纤作为放大器增益介质进行窄线宽连续信号的放大,在915 nm激光抽运下模拟计算了大、小模场面积输出功率随输入信号功率、抽运光功率和光纤长度的变化特性,特别是对于大模场面积光纤放大器,最优光纤长度的选择至关重要;讨论了模场直径不同时的最优抽运功率和光纤长度的选择,得出4 m光纤放大时的临界抽运功率为4 W,理论与实验结果基本一致.为实际应用中根据信号光、抽运光、增益和模式等要求而选择光纤长度和类型等优化设计提供了理论依据.