基于飞秒激光直写FBG的C+L波段掺铒光纤激光器

提出并设计了一种基于飞秒激光直写制备光纤布拉格光栅阵列的C+L波段掺铒光纤激光器,实现了波长可切换的单波长及双波长激光输出。采用飞秒激光透过聚酰亚胺光纤保护层在纤芯直写的方法,分别实现周期为538、542、547 nm的光纤布拉格光栅刻写,单个光栅栅区长度3 000 m。作为选频器件的光栅阵列反射波长分别为1 555.5、1 569.6、1 583.8 nm;选用长度为3 m的C波段和10 m的L波段掺铒光纤组合作为激光器增益介质,结合泵浦源、光纤布拉格光栅偏振控制器及宽带全反镜构成线形腔结构光纤激光器。实验结果表明:激光器工作阈值为35 mW,通过调节偏振控制器能够实现1 555.4、1 569、1 583.2 nm单波长激光可切换输出,激光3 dB线宽0.05 nm,边模抑制比大于35 dB;实验中分别对单波长激光的光谱稳定性进行了测试,10 min内最大功率波动小于0.98 dB;通过调节偏振控制器可分别实现1 569、1 583.2 nm以及1 555.4、1 569 nm双波长激光同时输出,在10 min监测时间内,输出激光功率变化分别小于1.14 dB和4.48 dB。     

采用双Sagnac环滤波器的可切换多波长光纤激光器

提出了一种基于双Sagnac环滤波器的可切换多波长掺铒光纤激光器,该滤波器由基于保偏光纤和少模光纤的Sagnac环并联构成,结构简单,利用其梳状滤波特性,实现了掺铒光纤激光器的多波长输出。采用传输矩阵法详细分析了双Sagnac环的传输特性,进一步搭建了线性腔掺铒光纤激光器,实验中通过调节偏振控制器,改变腔内偏振态,在室温下得到稳定可切换的单、双、三波长激光输出,且激光器输出波长的位置可调。研究结果表明,输出激光波长的边模抑制比大于34 dB,稳定性测量中波长漂移量小于0.05 nm,具有良好的稳定性,可应用于波分复用及全光通信系统等领域。     

基于Sagnac环镜的多波长线性腔掺铥光纤激光器(特邀)

研究了一种基于光纤Sagnac环镜的多波长线性腔掺铥光纤激光器.该激光器采用1.5 m长的双包层掺铥光纤为增益介质,793 nm激光二极管为泵浦源,光纤Sagnac环镜和光纤环形镜构成激光器谐振腔.通过增加泵浦功率和调节偏振控制器,在1949～1976 nm的光谱范围内实现了1～7个波长的激光输出,输出功率达毫瓦量级,光信噪比达到40～50 dB.     

平坦功率输出的宽带波长可调光纤环型激光器

为了获得一种平坦功率输出的宽带波长可调的掺铒光纤环型激光器,提出采用一高双折射光纤环镜获得其平坦功率输出,在高双折射光纤环镜中,采用了大量的高双折射光纤段和偏振控制器,它们的反射光谱可补偿掺铒光纤环型激光器输出功率光谱的不平坦,通过压缩或者延伸激光腔里的分布式光纤布喇格光栅即可实现波长调谐。实验验证可以获得一种宽达38nm的宽带波长调谐(1527nm～1565nm),输出功率的不平坦被控制在±0．8dB范围之内,总输出功率大约4dBm、3dB线宽为0．01nm、旁瓣抑制比为48dB的光纤环型激光器。     

偏振控制C波段波长可调谐掺铒光纤激光器

报道了一种结构简单的波长可调谐掺铒光纤激光器。该光纤激光器由增益平坦型掺铒光纤放大器(EDFA)、偏振相关光隔离器、光纤偏振控制器及输出耦合器组成。利用光纤偏振控制器和偏振相关光隔离器作为波长调谐器件,实现了光纤激光器的波长可调谐输出及双波长输出。利用琼斯矩阵理论分析了光纤激光器腔内不同波长的损耗与偏振控制器状态的关系,指出通过调节光纤偏振控制器,光纤激光器可以实现波长可调谐输出,同时阐述了光纤激光器双波长输出的机制。实验上获得了中心波长在1542~1564nm连续可调,平均功率大于2.6mW,边模抑制比大于35dB的连续激光输出。同时获得了波长为1549nm和1564nm的双波长连续激光输出。     

基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应的多波长光纤激光器

提出一种基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应(NPR)的多波长掺铒光纤激光器。使用双芯光纤构成紧凑型全光纤马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪型滤波器作为波长选择滤波器件,利用激光谐振腔中的非线性偏振旋转效应,通过调整光纤偏振控制器(PC),在室温下得到稳定的多波长激光输出。输出激光的工作波长左右漂移小于0.02nm,输出峰值功率波动小于0.4dB,具有良好的功率和波长稳定性。     

基于全光纤滤波技术的多波长掺铥光纤激光器

设计了一种基于马赫-曾德和光纤光栅滤波结构的掺铥光纤激光器,实现了2 μm波段多波长激光输出。马赫-曾德滤波器由2个3 dB耦合器构成,光纤光栅反射波长为1950.35 nm,滤波器的波长间隔为1.6 nm,激光器阈值为70m W。通过实验证明了采用马赫-曾德结合光纤光栅进行滤波能够有效提高波长稳定性,实验中通过调节偏振控制器能够实现稳定的单波长、双波长及三波长激光输出。1892.2 nm单波长激光的波长漂移和功率漂移分别小于0.6 nm和0.969 dB,边模抑制比为49.75 dB;1902.8 nm和1932.0 nm双波长激光的波长漂移均小于0.4 nm,功率漂移分别小于1.021 dB和2.583 dB;1895.7 nm、1902.5 nm和1931.9 nm三波长激光的波长漂移分别小于0.4 nm、0.3 nm和1.0 nm,功率漂移分别小于2.548 dB、1.441 dB和0.809 dB。输出激光3 dB 线宽均小于0.8 nm。     

采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔光纤激光器

提出了一种采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔激光器,该激光器采用环形腔结构,两个耦合比为30:70的耦合器和一段2 m长的未泵浦掺铒光纤构成F-P光纤环滤波器,F-P光纤环滤波器产生的梳状谱,可以增大激光模式之间的自由光谱范围（FSR）,在一定程度上减小跳模现象的发生,有利于模式的稳定。研究表明,通过对掺铒光纤的优化和耦合器的选择可以提高F-P光纤环滤波器的精细度,而F-P光纤环中的未泵浦掺铒光纤起到饱和吸收体的作用,使输出激光的线宽得到有效压缩。将保偏光纤光栅和F-P光纤环滤波器共同应用于环形腔掺铒光纤激光器,在室温下得到了3 dB线宽均小于0.07 nm（实验室光谱仪最小分辨率）的窄线宽双波长输出。在2 h的观测时间内,最大峰值功率波动小于0.4 dB,具有良好的稳定性。     

基于反馈光纤环的双波长单纵模光纤激光器

设计并研制了一种基于反馈光纤环(FFR)和可饱和吸收体(SA)的双波长单纵模(SLM)掺铒光纤激光器(EDFL)。保偏布拉格光纤光栅(PM-FBG)作为激光器的波长选择元件,可产生两个波长激光的输出;通过仿真,选择两个30∶70的光耦合器和一段长为1m的EDF组成的FFR,用以增大纵模间隔,稳定激光的运转;一段长3m的未泵浦EDF作为SA,形成自跟踪窄带滤波器,与FFR一起确保激光器工作在SLM状态。在室温下,泵浦源功率为400mW时,得到了中心波长分别为1 545.45和1 545.90nm、峰值功率分别为8.158和8.898dBm以及3dB线宽均小于0.02nm的双波长SLM激光,输出光信噪比(OSNR)达到60dB。在3h内,双波长激光最大峰值功率波动小于0.45dB。调节偏振控制器,可实现单波长输出,最大峰值功率分别可达13.941和15.432dBm。     

基于Sagnac环和M-Z级联的可调谐掺铒光纤激光器

提出了一种基于Sagnac环和M-Z级联滤波的可调 谐掺铒光纤(EDF)激光器,实验测得M-Z滤波器 的梳状谱周期为2.2nm。将一段长为10m的保 偏光纤(PMF)作为Sagnac环滤波器中的高双折射光纤,并测 得其梳状谱周期为0.42nm。谐振腔中加入一段15km长的单模光纤(S MF),用来产生非线性效应,稳定激光输 出。实验获得的单、双波长的激光线宽均小于0.07nm,峰值功率大 于－17dBm,边模抑制比(SMSR)大 于32dB,单、双波长激光的输出功率最大波动均小于1.2dBm。对加在M-Z上的驱动电压与Sagnac环 中的偏振控制器(PC)进行调节,实现了各波长激光在2.2nm范围内 整体连续可调谐。     

锥形光纤在光纤传感和光纤激光器上的应用

介绍了近年来得到广泛研究的锥形光纤技术的发展现状,尤其是在光纤传感和光纤激光器上的应用.在光纤上直接拉制出的锥区可用于制作小型化、一体化、具有许多优良光学特性的光纤器件.锥形光纤按束腰直径和光纤拉锥区的长度比,可分为锐锥度光纤(锥区长度和锥区的束腰直径较接近)和缓锥度光纤(锥区的长度远远大于束腰的直径).锐锥度光纤可以制作Michelson或者Mach-Zehnder干涉仪可用来实现折射率传感器;同时它还可改变激光光斑的强度分布,获得平顶光斑输出.利用单模缓锥度光纤可以实现窄线宽可调谐滤波器;另外基于缓锥度光纤可以实现多模光纤至单模光纤的转换器.锥形光纤结构紧凑,制作简单、成本低,必将成为多种实用光纤器件的核心.     

基于光纤锥和多模渐变光纤的马赫-曾德尔干涉仪的传感特性研究

提出了一种基于光纤锥和纤芯失配光纤结构的马赫-曾德尔干涉(MZI)传感器。在距离单模光纤(SMF)锥25mm处熔接一段长30mm的多模渐变光纤(GI MMF),形成SMF-光纤锥-SMFGI MMF-SMF结构。其中,光纤锥起到增加包层模能量的作用,GI MMF为传感臂。传感器外界环境温度、折射率及应力的改变都会使传感器的纤芯基模和包层模的光程差发生改变,从而引起传感器干涉谱发生变化,通过监测干涉谱的变化可以实现对外界物理量的测量。实验研究结果表明,当环境溶液温度在30~89℃范围内变化时,传感器的温度灵敏度为78.6pm/℃,线性度为0.997;环境溶液折射率在1.333~1.394变化范围内,传感器的折射率灵敏度为81.48dB/RIU,线性度为0.989;轴向应变在0~933.3με变化范围内,传感器的应变灵敏度为0.33×10-2 dB/με,线性度为0.998。本文传感器可以实现多个物理量的同时区分测量。     

Multi-wavelength fiber laser based on broadband fiber grating and HiBi fiber loop mirror

Multi-wavelength fiber lasers have attracted a lot of in- terest in recent years because of its potential applications in optical wavelength division multiplexing (WDM) systems, fiber sensors, and other fiber-optics instruments. Because of the predominant…     

基于稀土掺杂石英光纤的单频光纤激光器

系统研究了利用稀土掺杂的石英光纤作为激光增益介质来实现分布布拉格反射式单频光纤激光器。实验中,分别将掺有Nd3+、Yb3+、Er3+/Yb3+和Tm3+的商用石英光纤,熔接到激光谐振腔中,实现了基于石英玻璃光纤的光纤激光系统在多波段的单纵模运转。对各光纤激光器的单频特性进行了研究,其中,激光器线宽可达几十千赫（特别是对于Er3+/Yb3+共掺光纤激光器,其线宽窄于7 kHz）,激光系统的强度噪声接近于散粒噪声极限,实验中获得了激光波长由930 nm到2m的单频光纤激光器。实验结果证明:商用的稀土掺杂石英光纤能够作为有效的增益介质来实现短腔型单频光纤激光器。同时,通过进一步的系统集成,基于稀土掺杂石英光纤的单频光纤激光器将得到更加广泛的应用。     

L-band multiwavelength fiber laser using an elliptical fiber

In this letter, we propose and demonstrate a simple and novel technique to get multiwavelength operation in the L-band by using an elliptical core erbium-doped fiber. The principle of operation is based on the anisotropic gain effect in a polarization-maintaining fiber. Stable multiwavelength operation is achieved at room temperatures. The lasing lines may be controlled by a polarization controller     

Novel fiber sensor arrays using erbium-doped fiber amplifiers

We examine the signal-to-noise ratio (SNR) performance of a novel type of time domain multiplexed sensor arrays in which low gain (1-10 dB) fiber amplifiers are incorporated to compensate for splitting losses between sensors. The system noise figure for passive and amplified sensor arrays is presented, along with expressions to optimize the array parameters for high SNRs. We show that practical amplified sensor arrays exhibit low system noise figures that allow much larger arrays (hundreds of sensors) than passive arrays     

Single-mode hole-assisted fiber as a bending-loss insensitive fiber

We investigate the design and characteristics of a single-mode and low bending loss HAF both numerically and experimentally. An air filling fraction S is introduced to enable us to design a HAF with desired characteristics more easily. We show that we can expect to realize a single-mode and low bending loss HAF by considering the S dependence of the bending loss α_b and cutoff wavelength λ_c as well as their relative index difference Δ dependence. We also show that the mode-field diameter (MFD) and chromatic dispersion characteristics of the single-mode and low bending loss HAF can be tailored by optimizing the distance between the core and the air holes. We also investigate the usefulness of the fabricated HAFs taking the directly modulated transmission and multipath interference (MPI) characteristics into consideration. We show that the designed HAF has sufficient applicability to both analog and digital transmission systems. Our results reveal that the single-mode and low bending loss HAF is beneficial in terms of developing a future fiber to the home (FTTH) network as well as for realizing flexible optical wiring.     

气压式光缆系统

气压式光缆系统是解决光纤接入最用户的方案之一,本文介绍了构成该系统的传送理论及主要部件的结构,并对其机械特性、压送特性、传输特性等进行了比较全面的分析与评估。     

光子晶体光纤在光纤激光器中的应用

光子晶体光纤研究的日趋成熟不仅拓宽了光纤激光器的研究领域,同时也推动了激光技术的发展.文章针对大模面积双包层光子晶体光纤的特点,探讨了其在光纤激光器中的应用,重点阐述了光子晶体光纤在光纤激光器应用领域的最新进展,并介绍了燕山大学在制备稀土掺杂光子晶体光纤上所取得的最新成果.     

Switchable and tunable multiwavelength erbium-doped fiber laser with fiber Bragg gratings and photonic crystal fiber

We propose and report on a novel multiwavelength-switchable-tunable erbium-doped fiber laser with excellent stability and uniformity based on four-wave mixing (FWM) in a highly nonlinear photonic crystal fiber. By adjusting the attenuators, the single, dual, or triple wavelengths can be lasing simultaneously. Under the influence of the FWM, the spectrum is stabilized and the uniformity is less than 0.6 dB.