一种宽带放大器用掺铒碲酸盐玻璃光纤的增益特性

研制了一种新型掺铒碲酸盐玻璃TeO2-ZnO-Na2O-Bi2O3,利用Judd-Ofelt和McCumber理论计算了Er3 离子的强度参数、自发辐射几率、吸收截面和发射截面等光谱参数.应用四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,研究了以该掺铒碲酸盐玻璃光纤作为增益介质时光纤放大器的增益特性,模型综合考虑了Er3 离子的能量上转移、交叉驰豫、激发态吸收和放大自发辐射噪声.模拟结果显示,研制的碲酸盐玻璃光纤具有高的信号增益和宽的增益谱特性,在200 mW泵浦功率和多波长信号(-30 dBm× 56 channels)同时输入情形下,最大信号增益和20 dB增益带宽分别超过了40 dB和80 nm,增益谱覆盖了C L波段区域,预示这是一种较为理想的可用于宽带放大的增益介质.同时得出,碲酸盐玻璃光纤结构参数的选择对其增益特性具有重要影响.     

Tm3+掺杂硫卤玻璃光纤的中红外增益特性研究

采用高温熔融淬冷法制备了1% Tm³⁺掺杂的 72GeS₂-18Ga₂S₃-10CsI(GGSI)硫卤 玻璃,测试了样品的折射率、吸收 光谱和800nm激光泵浦下的中红外荧光光谱,利用Judd-Ofelt和Fut chbauer-Ladenburg(FL)理论分析计算了Tm³⁺在GGSI玻 璃中的自发辐射几率、荧光分支比、辐射寿命、吸收截面、发射截面等光谱参数,进而建立 了Tm³⁺的四能级粒子 数速率-光功率传输方程模型,模拟计算Tm³⁺掺杂GGSI玻璃光纤中红外3. 73μm波段的增益与掺杂光纤长度、泵浦功 率和信号功率的关系。模拟结果显示,硫卤玻璃基掺铥光纤具有较高的信号增益和较宽的中 红外增益谱,泵浦功率为1000mW 时,最大小信号增益值达到30dB,20dB增益带宽达到180nm,同时也存在合适的泵浦功率 和光纤掺杂长度以期获得最佳信号增益。表明Tm³⁺掺GGSI硫卤玻璃光纤可作为中红外 3.73μm波段放大的理想增益介质。     

Er3+掺杂硫系光子晶体光纤的中红外增益特性研究

实验制备了质量比为1%的Er3+掺杂75GeS2-15Ga2S3-10CsI(GGSI)硫系玻璃,测试并计算了相关光谱参数,使用多级法计算了设计的光子晶体光纤(PCF)在2.8μm的中红外信号的模场分布。在此基础上,建立了Er3+的四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,模型综合考虑了Er3+的交叉弛豫和能量上转换,模拟得到了Er3+掺杂GGSI硫系玻璃PCF在2.8μm的中红外增益与掺杂光纤长度、泵浦功率和信号功率的变化关系。研究结果显示,Er3+掺杂GGSI硫系PCF放大器在2 750～2 950nm波段平均信号增益值超过了40dB,明显优于传统结构光纤的平均信号增益值20dB。     

掺铒光纤放大器的增益锁定

本文从掺铒光纤放大器的速率方程理论模型出发、根据光功率传输方程，对多个WDM信道传输时EDFA动态特性进行了模拟分析。提出了以某一路信道进行反馈从而实现增益锁定的方案，模拟计算结果表明，当EDFA的输入功率不超过形成激光振荡所容许的最大输入功率时，以某一路信道信号光进行反馈可以实现增益的稳定锁定；增益锁定作用的时间响应相当快，达到稳态增益锁定值的时间小于5ms；当上下信道或信道功率变化时，增益锁定仍然十分有效。     

碲基掺铒光纤放大器增益特性的理论研究

在综合考虑Er^3 离子的能量上转换、交叉驰豫、激发态吸收效应以及光纤背景损耗后，依据所建立的均匀加宽四级结构速率方程组和光功率传输方程组，对碲基掺铒光纤放大器的增益特性进行了数值模拟，模拟结果与报道的实验测量结果达到了很好的一致。同时，对碲基掺铒光纤放大器的增益特性与输入信号功率、泵浦功率和光纤长度的关系进行了简要分析。     

硫系玻璃基掺铒微结构光纤4.5μm波段中红外信号放大特性

为进一步揭示硫系玻璃基掺Er3+微结构光纤作为中红外光纤放大器增益介质的可行性,数值求解了800 nm泵浦波长下Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃基掺Er3+微结构光纤中Er3+离子数速率方程和光功率传输方程组,理论研究了4.5μm波段中红外信号的放大特性。结果显示,Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃基掺Er3+微结构光纤具有较高的信号增益和很宽的增益谱。在50 cm光纤长度上,最大信号增益超过了40 dB,高于30 dB信号增益的放大带宽达到了280 nm(4 420~4 700 nm)。同时,进一步研究分析了4 500 nm波长信号增益与光纤长度、信号输入功率和泵浦功率的关系。研究表明,Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃基掺Er3+微结构光纤是一种理想的可应用于4.5μm波段中红外宽带放大器的增益介质。     

硫系玻璃红外光纤的特性和应用研究

本文综述了硫系玻璃红外光纤的材料特性和应用研究,并展望了该材料的发展前景。     

增益钳制掺铒光纤放大器特性研究

报道了一种新型基于环形激光腔的增益钳制掺铒光纤放大器。得到了较好的增益钳制效果和增益平坦度,利用980nm半导体激光器泵浦12m长掺铒光纤形成激光增益,观测到 30nm增益带宽。通过反馈1520nm 激光,在可变衰减器不同值测量了输入信号从- 40 ～10dBm的增益,其小信号增益被钳制在16dB。可为40个波分复用(WDM)信道波长提供增益钳制及平坦的放大功能。     

掺铒光纤放大器增益特性及参量优化

本文以铒光纤放大器的速率方程理论分析计算了铒光纤参量与放大器增益特性的关系，首次得到了铒光纤截止波长的解析表达式。     

高掺铒光纤光谱及增益特性研究

对高掺铒浓度光纤的增益及光谱特性进行了实验研究.仅用增益长度2.75米的高掺铒光纤,对于1530nm～1560nm波段0dBm的输入信号,其放大后的输出功率可达+14dBm,且其噪声指数低于4.5dB.所用980nm泵浦源的泵浦功率为80mW.得出掺铒光纤的平坦增益谱宽为30nm(±1dB),其输出功率与输入信号功率呈线性关系.实验测得其1550nm光信号增益为43dB.     

硫系玻璃光波导研究进展

硫系玻璃具有超高的非线性折射率、超快的非线性响应、超低的双光子吸收和独特的光敏特性等品质,成为一种新型全光信号处理的理想材料。简介了硫系玻璃材料的基本特性,回顾了硫系玻璃光波导研究历程及其在非线性方面的应用,并对其发展前景进行了展望。     

碲基硫系长波红外传输光纤的研究进展

碲基硫系光纤在2~16μm光谱范围具有优异的透射性能。近年来,它们作为长波红外传输介质备受关注。回顾了碲基硫系光纤的研究历史和现状,分析总结了用双坩埚法、棒管法、堆积挤出法和复合材料棒管挤出法制备碲基硫系光纤的特点,并对碲基硫系光纤的发展前景进行了展望。     

硫系玻璃光子晶体光纤研究进展

硫系玻璃与石英玻璃相比具有折射率高(2.0～3.5)、声子能量低(小于350 cm-1)、优良的中远红外透过性能、较宽的组分可调等特性.近年来,硫系玻璃光子晶体光纤作为一种新型中红外光子晶体光纤备受关注.回顾了硫系玻璃光子晶体光纤研究历程,从玻璃组成选择、光纤制备与损耗的降低、传输特性和结构设计、色散特性及应用等方面总...     

中红外重金属氧化物玻璃羟基的去除研究进展

重金属氧化物玻璃中—OH的存在对玻璃光学性质产生干扰影响,使玻璃在中红外波段产生较大损耗。玻璃除水是制作中红外玻璃的关键环节。讨论了羟基对重金属氧化物玻璃的光学、光谱学及光纤性质的影响,总结了近年来出现的中红外重金属氧化物玻璃除水方法(反应气氛除水法、鼓泡法、引入氟化物、氯化物除水等),对比分析了不同方法的除水效果和研究进展,对今后中红外重金属氧化物玻璃除水技术的现状与发展趋势进行了概括。     

基于光纤环形镜的增益平坦L波段掺铒光纤放大器优化设计

L波段掺铒光纤放大器（EDFA）的增益介质具有本征增益平坦特性,但平坦增益值低,放大器实用性差,因此对放大器优化设计提高平坦增益有十分重要的意义。使用光纤环形镜（FLM）作为增益平坦滤波器进行L波段掺铒光纤放大器的增益平坦化实验,实现了高增益值的平坦输出。     

GeS2-Ga2S3-CdS硫系玻璃的电致二阶非线性光学效应

采用熔融-急冷法制备了在可见光区有较高透射率的GeS2-Ga2S3-CdS硫系玻璃,通过麦克尔(Maker)条纹法观察电场-温度场极化的片状样品中的二阶非线性光学效应,并讨论了该效应的机理。结果表明,在270℃极化30 min,当极化电压大于2 kV/mm时,观察到明显的二阶非线性光学效应,且二次谐波强度的大小随极化电压的增大而增大。二次谐波效应的产生是玻璃中的偶极子在电场作用下的取向调整,破坏了玻璃的宏观各向同性所致,二次谐波强度出现最大值的入射角与偶极子的取向调整程度有关。     

基于硫系玻璃的大视场红外光学系统无热化设计

在大视场红外光学系统中,基于普通红外光学材料实现的光学被动无热化系统存在透镜数量多且不易实现轻量化、小型化的技术问题.为解决这个问题,采用硫系玻璃与常用红外材料组合来实现光学被动无热化,并设计了一种视场为40°×32.5°、工作波段为8～12μm、F数为1.0、工作温度范围为-55℃～+70℃的小型化非制冷红外成像光学...