多泵浦增益平坦光子晶体拉曼光纤放大器

针对密集波分复用光纤通信系统中拉曼光纤放大器增益及增益谱平坦问题,提出一种采用4个泵浦光的多泵浦方式在光子晶体光纤不同位置处注入两种不同波长泵浦光的组合方式来获得拉曼光纤放大器增益更大、增益谱更加平坦的方法。这种组合方式在拉曼光纤放大器中使得光信号实现了前段放大、后段补偿,从而在拉曼光纤放大器输出端获得高增益和较平坦增益谱。模拟的结果表明:平均增益可达:26.5 dB,增益平坦度为0.046 dB。     

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。     

宽带光纤拉曼放大器的优化设计􀀂

研究优化设计宽带光纤拉曼放大器平坦增益带宽的方法。通过研究多波长后向泵浦光纤拉曼放大器的传输方程，分别用模拟煺火算法及四阶阿当方法迭代出各泵浦波频率及输入功率的大小。可设计出满足增益平坦度要求的宽带光纤拉曼放大器。设计了两个光纤拉曼放大器，一个采用双波长泵浦，得到的平坦增益带宽为50nm，增益不平坦度小于1dB。另一个采用四波长泵浦，得到的平坦增益带宽为80nm，增益不平坦度小于1dB。所得结果证明提出的优化设计方法对于设计多波长泵浦平坦增益带宽光纤拉曼放大器是一种有效的方法。     

多泵浦反向激励的拉曼光纤放大器的实现

在拉曼光纤放大器理论建模的基础上,设计并制作了四波长八泵浦反向激励且带宽为90nm的光纤放大器。利用康宁公司生产的25kmSMF作为增益光纤,得到拉曼增益为(11.5±1)dB。采用在不同泵浦情况下实测得到的信号增益系数谱和泵浦之间的增益系数谱,使理论建模得到的拉曼增益与实测相一致。     

基于粒子群优化算法的双向多泵浦光纤拉曼放大器增益研究

基于石英光纤作为增益介质,采用龙格-库塔法、打靶法求解多波长双向泵浦光纤拉曼放大器的功率耦合波方程,得到拉曼放大器的增益带宽,平均增益,增益平坦度以及泵浦光和信号光沿光纤的分布。再通过粒子群优化算法对同一数量泵浦光不同排列双向系统进行逐个优化分析,在14种双向泵浦结构中选出性能较优的三种结构,再对它们优化参数设置,最终得到性能最优的双向泵浦结构BBFF。研究结果表明:在仅有四个泵浦光的情况下,双向多泵浦结构BBFF具有最优的平均增益和增益平坦度,并且得到了开关增益为23.1665 dB,增益平坦度为0.794 dB的双向泵浦结构。     

反向拉曼光纤放大器（FRA）的瞬态效应分析

本文首先提出于泵浦概念、建立分析拉曼光纤放大器瞬态效应的数学模型，然后给出单泵浦单信道拉曼放大器发生瞬态效应时信号功率、信号增益和泵浦功率的变化曲线；在分析多泵浦多信道拉曼放大器瞬态效应时得到了上下短波长信道对剩余信道稳态增益影响最小，上下长波长信道对剩余信道稳态增益影响最大的结论。     

多泵浦与光纤级联结合的宽带拉曼光纤放大器

针对传统光纤通信传输系统中拉曼光纤放大器(RFA)增益带宽不足、输出增益低且输出增益不平坦的问题,设计了一种多泵浦和光纤级联相结合的宽带拉曼光纤放大器。并且推导实现增益平坦输出时所用六个泵浦光和四段光子晶体光纤(PCF)对应参数满足的约束表达式,从理论上给出了一种提高放大器增益和增益带宽的同时保证较小增益平坦度的设计方法。最后通过Matlab数值模拟,所设计的宽带拉曼光纤放大器达到了增益带宽92 nm,平均增益39.95 dB,增益平坦度0.1447 dB。     

双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器

研究现有的拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益谱平坦化技术的不足,提出一种新型的拉曼光纤放大器的设计,即双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器。利用受激拉曼散射增益谱几乎在450cm-1波数处形成的对称结构,利用前向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行放大作用,同时利用后向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行补偿性的放大作用,从而实现双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器的设计。通过MATLAB的仿真验证,所设计的放大器增益平坦度高,信号光功率增益大,可实现双向泵浦受激拉曼散射光纤放大器的平坦化。     

多泵浦宽带拉曼光纤放大器优化设计的研究

文章以多泵浦拉曼光纤放大器的增益平坦度为切入点,分析了影响多泵浦FRA的增益平坦性的因素,罗列了几种不同的优化算法并着重介绍了遗传算法.研究表明,使用遗传算法优化宽带拉曼放大器是可行的.另外,使用的泵浦个数越多,所得平坦增益带宽越宽.但是,泵浦个数越多,成本也越高,计算量也越大.因此,我们要根据具体要求,选择合适的泵浦...     

拉曼光纤放大器的一种简化模型

提出了一种多泵浦反向光纤拉曼放大器（FRA）的新型实用模型，能够给出小信号增益和噪声指数。采用数值计算泵浦光的传播规律，利用此结果解析求解信号光沿光纤的功率演化，解决了泵浦与信号光反向传输的问题。利用拟合图谱通过插值得到拉曼增益系数代替传统的将拉曼增益谱近似为三角形的方法。模型中考虑了泵浦与泵浦、泵浦与信号之间的相互作用，并包含自发拉曼散射噪声。     

Raman+EDFA混合宽带放大器增益谱优化的高效算法

采用遗传算法对Raman +EDFA混合放大器的增益谱进行了优化 ,根据二能级近似的EDFA模型及Raman功率耦合方程获得了简洁的适应度函数形式 ,可以在短时间内获得最优的放大器参数。计算表明 ,通过选择合适的拉曼抽运波长和抽运功率以及EDFA的平均反转度 ,仅用三个抽运源反向抽运的分布拉曼放大器加C波段EDFA就可以获得在 15 4 2～ 16 0 2nm共 6 0nm带宽上最大增益波动小于 1dB的平坦增益谱而无需额外的平坦滤波器。并对混合放大器的设计进行了讨论     

集成光波导放大器波导截面面积的优化

从信号光及泵浦光在波导内的模式分布出发,提出了一种新的重迭因子的分析方法,对1 480 nm波段泵浦的掺铒光波导放大器(EDWA)进行了研究.探讨了光波导截面面积对EDWA增益的影响,得出了波导获得最大增益的波导截面面积范围,最后指出重迭因子是影响波导增益的一个重要方面.     

双抽运光参量放大的增益特性

在相同条件下(如抽运光功率、信号光功率等),与单抽运相比,双抽运光参量放大(OPA)的增益大,增益带宽宽.由于信号光的增益特性与参量增益系数直接相关,因此,在建立高非线性光纤(HNLF)光参量放大的理论模型的基础上,对相位匹配条件、参量增益以及信号光饱和增益的特性进行了分析讨论,采用有限差分法,对增益饱和的特性进行了模拟.结果表明,参量增益和光纤参数、输入抽运光以及信号光的波长、功率有关,而信号光的饱和增益和输入抽运功率有关.     

Theoretical and experimental research on Er-doped and Yb-Er co-doped Al2O3 waveguide amplifiers

The rate equations of Er-doped and Yb-Er codoped systems pumped at 0.98 μm are presented, with consideration for the upconversion mechanisms such as cooperative upconversion, cross relaxation, and excited state absorption. A multi-theoretical model is founded to analyze the gain characteristics of Er-doped and Yb-Er co-doped Al2O3 waveguide amplifiers by using rate equations, a two-dimension waveguide finite element model and propagation equations with forward and backward amplified spontaneous emission. The dependence of the gain on amplifier length, pump power and doping concentration is obtained. The optimum design curve is given for designing waveguide amplifiers. The new theory is used to analyze the gain performance of a practical Yb-Er co-doped Al2O3 waveguide amplifier, and the analyzed results are in accordance with the experimental data.     

低增益脉冲准分子激光阈值条件的研究

对于激光系统性能而言,激光工作阈值条件具有非常重要的意义。低增益、宽带脉冲 准分子激光的阈值条件和其激光泵浦脉冲有密切关系。在激光四能级系统速率方程的基础上,利用增益开关和Q开关的分析方法来研究低增益脉冲准分子激光阈值条件,给出了其在不同增益脉宽情况下一致的阈值条件。所得到的结论显示,在增益脉宽很短时,低增益准分子激光和连续激光的阈值条件完全不同,取决于时间积分增益系数要大于一临界值。     

开放的四能级双驱动场无反转激光系统研究

提出了开放的四能级双驱动场无反转激光系统的理论模型,由电偶极和旋转波近似得到其密度矩阵方程,在共振条件下,讨论无反转激光产生的物理机制,求得定态共振线性解析解,利用数值计算结果分析了能级间的自发衰减速率、非相干泵浦速率、粒子注入速率和粒子退出速率对系统无反转激光增益和粒子数差的影响,讨论了线性和非线性增益和粒子数差的差别.结果表明:适当的自发衰减速率、调节非相干泵浦速率、粒子注入速率和粒子退出速率可获得无粒子数反转激光;线性和非线性的增益和粒子数差随驱动场Rabi频率的变化趋势一样,增益的线性稳定值大于非线性稳定值.     

光纤光学参量放大器的增益特性研究

介绍了光纤光学参量放大器的理论,基于耦合波方程推导出光纤光学参量放大器的增益表达式.以增益表达式为基础,详细分析了在典型参数下光纤光学参量放大器的性能.在单泵浦情况下,对不同光纤长度、不同泵浦功率及不同泵浦波长的光纤光学参量放大器做了性能分析.在双泵浦情况下,对不同泵浦波长的光纤光学参量放大器做了性能分析.研究结果表明,在典型参数情况下的双泵浦光纤光学参量放大器具有较好的特性.     

Amplified spontaneous emission and signal amplification in dye-laser systems

Transversely pumped dye-laser systems are investigated theoretically and experimentally. A set of coupled rate equations for the excited-state population densities and for the photon fluxes in both directions, at all wavelengths, is presented. Both the temporal and spatial dependence of these quantities are accounted for. The equations are solved numerically for a variety of practical situations, and analytical approximations for some limiting cases are discussed. The results describe the dependence of the amplified-spontaneous-emission (ASE) output flux on pumping rate, the spectral narrowing process, and the effects of gain saturation. It is found that under practical laboratory conditions the gain of such dye systems saturates rapidly. Consequently, at high pumping rates the output varies linearly with pump intensity, and the conversion efficiency from pump to ASE photons approaches unity. The performance of dyedaser amplifiers is described by the same set of equations, and the gain characteristics of such systems are analyzed as a function of input signal intensity and pumping rate. The theoretical calculations are compared with the results of a set of experiments, and good agreement is found. The operation characteristics of a dye-laser amplifier are evaluated and utilized in the design of a narrow-band oscillator-amplifier system.     

1064 nm抽运掺铥光纤放大器增益特性的理论研究

从掺铥光纤放大器的速率方程组和光传输方程出发 ,引入光场与掺杂分布的重叠因子 ,利用数值法分别模拟计算了光纤掺杂浓度、长度和抽运功率等参数对放大器增益的影响 ,并计算了一定掺杂浓度和抽运功率下的最佳光纤长度及其对应的增益 ,分析了该类放大器增益随输入信号功率的变化关系 ,并计算了其功率转换效率。