连续泵浦与脉冲泵浦掺铒光纤光放大特性分析

本文用半经典理论方法和速率方程方法分析了连续泵浦与脉冲泵浦工作条件下掺铒光纤放大器的工作原理及工作特性,导出了光纤最佳长度与泵浦功率、掺杂浓度的关系以及增益与光纤长度、泵浦功率的关系。分析了用连续泵浦光和脉冲泵浦光两种情况下的阈值关系,指出了泵浦光的最佳频率选择。     

受激光布里渊散射结合脉冲泵浦的可调谐调Q光纤激光器

介绍了一种受激布里渊散射(SBS)结合脉冲泵浦的全光纤调Q激光器,获得重复频率可调谐的亚10 ns高功率脉冲.利用瑞利散射(RS)和SBS共同作用自调Q机制,采用光纤干涉环结构与强泵浦抽运,可获得稳定的亚10 ns高功率调Q光脉冲.以脉冲泵浦控制调Q光脉冲产生的重复频率,实现调Q光脉冲输出重复频率的可调谐.实验结果表明:使用3 m高增益掺Er3+光纤,在两只975 nm半导体激光器强泵浦抽运下,可获得脉宽6 ns、峰值功率大于340 W、重复频率0～5 kHz的调Q光脉冲输出.该调Q光纤激光器具有全光纤结构、输出脉冲窄、峰值功率高、重复频率可调谐的特点,可用于分布式光纤传感系统与种子光源.     

同步脉冲泵浦抑制光纤放大自发辐射实验研究

放大的自发辐射(ASE)是影响掺Yb3+光纤放大器效率的重要因素之一。为了抑制ASE,本文从放大器的泵浦方式着手,设计并搭建了同步脉冲泵浦的掺Yb3+双包层光纤放大器,证实了其具有明显抑制ASE的效果。在重复率400 Hz时,将平均功率15 mW,脉宽500 ns的信号光放大至170 mW,实现增益10.5 dB。同时实验研究了不同泵浦脉宽对于ASE生成的影响。     

多波长泵浦宽带拉曼放大器功率增益研究

受激拉曼散射（SRS）的Stokes波谱线型比较复杂,本文分别用Gauss线型和Lorentz线型,研究多波长泵浦宽带Raman放大器的增益特性,提出宽带增益平坦的多波长泵浦方案,研究表明增益平坦程序与泵清波频率间隔密切相关。对G．652、G．653、G．655光纤和新型大有效面积非零色散平坦光纤的Raman放大增益分别进行了研究,结果表明Raman增益与光纤种类和光纤传输性有关,特别是随光纤有效纤芯面积的增大而明显减小。     

侧面分布式泵浦双包层脉冲光纤放大器

采用自行研制的光纤侧面耦合器,设计和研制了侧面分布式泵浦、两级全光纤连接的掺镱双包层脉冲光纤放大器,实现了输出波长为1064nm、平均输出功率达到2.12W、脉冲宽度20ns、重复频率50kHz的高功率、高重复频率全光纤结构脉冲光纤放大器.光纤侧面耦合器对泵浦光耦合效率最高达到69%,对反向信号光的隔离度最低为17dB,有效避免了高功率脉冲回波对泵浦光源的损害,使用更高泵浦耦合效率的侧面耦合器,可进一步提高放大器输出功率.     

掺Yb双包层光纤激光器脉冲压缩的实验研究

对连续和脉冲泵浦掺 Yb双包层光纤激光器的时域特性进行了实验研究。利用光纤中的受激布里渊散射 (SBS)压窄脉宽 ,将脉冲泵浦产生的 10 0μs光脉冲压缩到 ns量级 ,其压缩因子为 2 .0 8× 10 4,并对实验结果进行了定性分析     

光参量放大脉冲发生器中色散效应的研究

走离效应对参量放大脉冲发生器具有重大影响,群速度色散将使脉冲展宽。采用分步傅里叶法对耦合方程求解,分析了利用参量放大器产生脉冲的过程中色散效应的影响。依照所设定参数的仿真结果表明：输入泵浦波的调制频率为1GHz时,走离效应、群速度色散的影响几乎可以忽略;调制频率增加到20GHz,光纤中的群速度色散可以缓解由于泵浦波、闲频波之间的走离效应导致的脉冲畸变;而随着调制频率的继续增大到100GHz,色散效应和走离效应将使得产生的脉冲受到严重恶化。     

利用多波长放大抑制窄线宽光纤放大器中受激布里渊散射效应的研究进展

多波长放大是能够有效抑制窄线宽光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)效应的一种新方法。对其基本理论进行了详细的介绍,并按照波长间隔的不同将其分为大波长间隔和小波长间隔多波长放大两种类型。综述了这两类多波长放大方法在理论研究和实验研究方面取得的重要成果,分析了它们各自在抑制SBS上的优势,指出大波长间隔多波长放大在提高单频激光输出功率方面具有明显优势,而小波长间隔多波长放大在进一步提升高功率光纤激光相干合成系统功率方面具有巨大的应用价值。     

多泵浦拉曼放大器增益特性的仿真与分析

合理简化了多泵浦光纤拉曼放大器功率传输方程,利用多步平均功率法进行数值计算得到了密集波分复用系统信号的合成拉曼增益。借助该简化模型研究了多泵浦光源的个数、输入功率和波长分布对信号拉曼增益的影响,简单分析了实现超宽带平坦拉曼增益的多泵浦波配置原则,为多泵浦光纤拉曼放大器在密集波分复用系统中的应用提供了有价值的参考。     

多泵浦喇曼放大器简化模型设计及泵浦优化

对多泵浦光纤喇曼放大器(FRA)功率传输方程进行了合理简化,得到密集波分复用系统(DWDM)信号合成喇曼增益的数学模型,分析了受激喇曼散射(SRS)对信号喇曼增益的影响。并在该简化模型基础上介绍了一种对泵浦波长分布和输入功率进行优化计算的方法,实现了超宽带平坦的喇曼增益谱,为多泵浦FRA在DWDM系统中的应用提供了有价值的参考。     

前、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性分析

为了研究前向、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性,在受激喇曼散射功率耦合方程组的基础上,采用龙格-库塔法结合打靶法分别计算了前、后向抽运功率、信号功率沿光纤的演化过程,并给出了抽运功率和信号功率的计算结果.结果表明,前向抽运系统中信号开始被放大,在最大处开始快速减小.低频抽运光的功率开始被放大的原因是由于抽运光之间的非线性相互作用引起的.后向抽运时信号开始被缓慢减小,然后在距离光纤末端处快速增加.这为以后喇曼光纤放大器的设计提供了重要的参考.     

高功率皮秒激光泵浦受激拉曼散射腔研究

为了获得高平均功率的皮秒宽谱段激光,同时 减小整个光学系统的体积,本文从理论和实验两方面研究了高功率皮秒激光泵浦受激拉曼 散射(SRS)振荡腔。 通过分析SRS过程中同时发生的物理过程,将高功率泵浦下的拉曼晶体内多种 非线性效应简化 为晶体在简单等效透镜下的SRS,并通过实验测量单通SRS光的发散角,计算得到了高 功率泵浦下的拉曼晶体等效透镜的曲率半径,在此基础上设计了稳定高效的SRS振荡腔,通 过对比实验验证了此拉曼振荡腔的高效性,实现了波段覆盖532～698nm、最高输出功率为1.32W的皮秒SRS同轴激光的输出。在相同波 段覆盖范围内,是已报道的最高平均输出功率。     

正向抽运光纤喇曼放大器偏振相关增益研究

为了研究单抽运多信号传输的光纤喇曼放大器(FRA)系统中各因素对由抽运-信号喇曼相互作用所产生的偏振相关增益(PDG)的影响,采用数值计算的方法,对FRA的数学模型和PDG的表示方法进行了分析,然后对光纤偏振模色散(PMD)、抽运光功率、抽运光波长、信号光功率、光纤长度、光纤损耗等参量与PDG的关系进行了研究,最后总结了各参量对PDG的影响。结果表明,光纤的PMD值对PDG的影响最为显著。此研究对有效降低FRA系统中由非线性效应所造成的PDG是有帮助的。     

正向抽运喇曼光纤放大器开关增益数值计算研究

采用数值计算的方法,对影响正向抽运喇曼光纤放大器(RFA)开关增益的几个因素——喇曼增益系数、抽运光功率、光纤长度、光纤损耗、有效纤芯面积等参数与正向抽运喇曼光纤放大器开关增益的关系进行了分析研究,并把数值分析的结果和小信号的解析结果进行了比较,然后在此基础上提出了有效提高正向抽运喇曼光纤放大器开关增益的几种方法。     

S波段分布式光纤拉曼放大器的实验研究

在S波段对3种不同配置的色散补偿型分布式光纤拉曼放大器(FRA)进行了研制。实验证明：5km DCF-50km G652光纤色散补偿型分布式FRA的增益和噪声特性优于50km、G652-5km DCF光纤和25km G652-5km DCF-25km G652光纤色散补偿型分布式FRA。测量了5km DCF-50km G652光纤色散补偿型分布式FRA的增益光谱和噪声谱。存DWDM光纤传输系统中,色散补偿分布式FRA对S波段1520nm光谱波段2个光谱间隔为0．262nm(频率间隔为34．1GHz)信号信道光谱的传输特性优于50km G652正色散FRA和5km DCF负色散FRA。     

多波长抽运光纤拉曼放大器的增益平坦研究

对多波长抽运增益平坦拉曼光纤放大器设计中需考虑的重要问题进行分析,包括光纤类型差异和掺杂浓度对拉曼增益系数的影响等,并通过数值计算得到了不同波长抽运光随光纤长度的演变情况,进而给出了多波长抽运情况下抽运波长的选择方法,估算了抽运光的所需能量。     

级联喇曼光纤放大器

介绍了级联喇曼放大器的理论,并报道了最新的实验结果,分析了各种因素对放大器性能的影响,对未来的前景做了展望。     

一种宽带光纤喇曼放大器的设计

在PTDS(photonic transmission design suite)仿真平台上，对宽带光纤喇曼放大器(FRA)的设计及泵浦源对增益的影响进行了研究。提出了一种宽带FRA的设计方法及增益控制方法，进而设计了增益起伏小于ldB、1dB带宽为80nm的S波段宽带FRA，并且通过增益控制方法可以使FRA的增益灵活地改变。     

光子晶体光纤中双脉冲非线性传输的数值分析

采用分布傅立叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而中心波长为740nm的信号脉冲在正常色散区入射,在群速度色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度。离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后峰值功率的降低,而且导致脉冲所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称,还发现,脉冲内拉曼散射有利于改善脉冲压缩质量。     

拉曼光纤激光器的初步研究

采用标准单模石英光纤作为拉曼增益介质,国产镀膜镜作为谐振腔镜,在1064nm 光纤 激光器的泵浦作用下,在波长1123nm 获得了一级拉曼激光输出。实验观察了激光的形成过程。