Er2Yb 共掺磷酸盐玻璃波导放大器噪声特性研究

从描述Er2Yb 共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的速率方程与光功率传输方程出发,计 算Er2Yb 共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的噪声指数,讨论在980nm 泵浦光的作用,Er 离子浓度、泵浦光功率、器件长度以及输入信号光功率对Er2Yb 共掺磷酸盐玻璃光波导放大器噪声指数的影响。     

Er-Yb共掺磷酸盐玻璃波导放大器噪声特性研究

从描述Er-Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的速率方程与光功率传输方程出发，计算Er-Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的噪声指数，讨论在980nm泵浦光的作用下，Er离子浓度、泵浦光功率、器件长度以及输入信号光功率对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器噪声指数的影响。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器稳态特性的分析

对980nm泵浦光泵浦双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器进行了数值模拟,分析了泵浦光与激光在双包层Er3+/Yb3+ 共掺光纤中的分布情况、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度与腔镜反射率对输出激光功率的影响,计算的最大斜效率为56.3%,接近于理论计算值的极限。     

Yb3+对掺铒碲酸盐玻璃红外和上转换发光的影响

研制了Er3+/Yb3+共掺TeO2-ZnO-La2O3玻璃,测试了Er3+离子的吸收谱、荧光谱和上转换发光谱,系统研究了975 nm抽运下Yb3+离子对于Er3+离子1.5 μm波段荧光性能及其上转换发光性能的影响.结果表明,随着碲酸盐玻璃中Yb2Os含量的增加,Yb3+离子对Er3+离子的能量传递增强,Er3+离子1.5 μm波段的荧光强度和上转换发光强度相应增大,但后者相对于前者增加更为迅速.通过对粒子数速率方程的理论模拟,计算结果与实验测量结果较为一致,表明Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃是一种优良的潜在上转换激光器增益介质.对上转换发光分析表明,强烈的绿光和红光激发是基于双光子的吸收过程.     

共掺Er~(3+):Yb~(3+)磷酸盐玻璃光波导激光器的发展

介绍了共掺Er3 :Yb3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的特点、能级结构、激光器的速率方程、传输方程和光波导的制作方法;同时还介绍了共掺Er3 :Yb3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的国内外研究的进展状况及其发展趋势。     

高效率低功率抖动运转的Yb：Er共掺杂光纤激光器

通过理论计算分析了共掺Yb杂后掺Er光纤的有效泵浦率，证明了Yb：Er共掺杂可以提高有效泵浦率。使用这种光纤，可以使抑制光纤激光器中离子对导致的自脉冲效应所需的泵浦功率水平大大降低。说明这种共掺杂光纤激光器不仅可以提高效率还可以稳定激光输出。     

光纤参数对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的影响

为了研究掺杂浓度、包层尺寸对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的影响,根据双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器产生激光的机理,基于速率方程,采用改变Er3+,Yb3+掺杂浓度、内包层尺寸等光纤参数的方法,得到了双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器随光纤参数变化的特征结果。结果表明,在Er3+掺杂浓度不变的情况下,增大Yb3+的掺杂浓度,可有效地提高激光器的输出功率;在Yb3+掺杂浓度保持不变的情况下,增大Er3+掺杂浓度,也可提高激光器的输出功率,但提高的幅度不明显;减小内包层尺寸,激光器的最佳光纤长度随之减小。     

Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的发光与1.54μm激光性能

介绍了用于1.54μm激光发射的Er3 /Yb3 共掺激光材料的发展,并着重介绍了Er3 /Yb3 共掺磷酸盐玻璃的光谱性质,及其在玻璃激光器、光纤激光器、光纤放大器以及光波导中的应用.最后,对Er3 /Yb3 共掺磷酸盐玻璃材料的发展前景作了展望.     

一种高掺Yb短光纤超荧光光源

报道了一种以980nm半导体激光器(LD)为泵浦源、Er3+/Yb3+共掺光纤为增益介质的超荧光光源(SFS)。最大超荧光输出功率为1.00mW,输出功率稳定性为±0.06dB。其阈值光功率为15.7mW,斜率效率为1.08%,3dB谱宽为15.6nm,所需最佳光纤的长度仅15 5cm。     

LD泵浦的kHz,Er3+,Yb3+:glass被动调Q微片激光器

目前1.5m LD泵浦铒玻璃被动调Q微型激光器是军事激光测距的研究热点,获得较高的激光重复频率和单脉冲能量尤为重要。文中主要报道了一种应用于激光测距领域的铒镱共掺磷酸盐玻璃被动调Q微片激光器。激光器采用中心波长为940 nm的单管二极管为泵浦源,铒镱共掺磷酸盐玻璃（Er3+,Yb3+:glass）作为增益介质,CO2+:MgAl2O4（CO:MALO）作为可饱和吸收体。通过分析泵浦光斑半径对模式匹配影响,优化泵浦光斑半径,实验分析可饱和吸收体初始透过率T0和输出镜反射率R对输出激光参数影响,优化T0和R值。最终实验中采用增益预泵浦方式,实现重频1 kHz,单脉冲能量40 J,脉宽5.09 ns,峰值功率7.85 kW,光束质量M2=1.4,波长1 535 nm的稳定激光输出。     

铒镱共掺调频光纤激光器

研究了一种新型的短腔铒镱共掺单纵模调频光纤激光器,推导了该类光源利用零差检测法时功率谱密度的理论表达式,进行了数值模拟,计算出了最大频偏量.激光器是由一段4 cm长的铒镱共掺光纤和两个窄线宽光纤布拉格光栅构成,通过对靠近抽运端光栅的长度调制实现了激光的频率调制.激光器线宽小于400 kHz,输出功率大于3 mW,最大频偏可以达到55 MHz,最大频偏量的实验结果与理论分析一致.     

1.55 μm波段聚合物光波导放大器的研究

合成了铒镱共掺的三元配合物［Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2］,并将其掺杂在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中,制备了铒镱共掺的聚合物光波导有源材料,对材料的吸收、发射特性进行了表征。在980 nm抽运光激发下,该配合物在1535 nm波长处的荧光半峰全宽为80 nm。针对该材料,建立了980 nm抽运光激发下的原子速率方程和光功率传输方程,理论计算了铒离子掺杂浓度、重叠积分因子、信号光发射截面等参数对铒镱共掺聚合物光波导放大器性能的影响。计算表明,当材料中铒离子的掺杂浓度为0.3×1020 cm-3时,在2 cm长的波导中可获得1.87 dB的光增益。     

泵浦功率对有源环形微腔滤波器特性的影响

研究泵浦功率对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃有源环形腔滤波器滤波特性的影响。利用重叠积分方法求解Er-Yb共掺系统的速率方程与功率传输方程,讨论了泵浦功率对滤波器的传输特性、带宽和精细度的影响。数值计算结果表明:泵浦功率的改变不会改变环形腔滤波器的谐振特性,泵浦功率的提高对滤波器输出光谱特性具有重大的影响。一方面压缩了滤波器的带宽,另一方面又提高了滤波器的精细度。     

基于长周期光栅的宽带磷酸盐玻璃波导放大器

提出一种基于长周期波导光栅的宽带集成Er-Yb掺杂磷酸盐玻璃集成波导放大器,其中增益平坦光栅滤波器直接刻蚀在有源波导上.放大器模型建立在考虑了上转换之后的传输与速率方程基础上,利用重叠积分与龙格-库塔相结合的方法进行求解.放大器的本征增益谱通过求解重叠积分龙格-库塔方程得到,放大器的有害增益峰由长周期波导光栅滤波器来消除.讨论了长周期波导光栅透射谱对放大器增益平坦的影响.数值计算结果表明,在1 532～1 565 nm范围内,放大器的平均增益约为20 dB,增益抖动小于3 dB.研究结果表明,该结构可有效地消除本征增益谱中的峰值增益,提高放大器的增益平坦带宽.     

飞秒激光直写铒镱玻璃波导激光器的优化设计

为了对双向抽运的飞秒激光直写铒镱共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行数值模拟,采用铒镱共掺系统的速率方程及传输方程,对波导尺寸、激光器后腔镜反射率、掺杂铒镱离子浓度比等参量进行了优化。得到当波导长度为10mm、后腔镜反射率为0.6、掺杂铒镱离子浓度比为3.6,975nm波长400mW抽运时,有1535nm波长57mW的激光输出。结果表明,计算结果和国外相关报道的实验结果相近,能够为飞秒激光加工有源玻璃波导及其激光器设计提供一定的理论依据。     

重叠因子对共掺Er3+:Yb3+光波导激光器输出特性的影响

在速率方程和传输方程理论模型的基础上,用重叠积分法和龙格-库塔算法（RK）模拟了重叠因子对共掺Er^3＋：Yb^3＋的磷酸盐玻璃光波导激光器的功率输出特性影响.     

Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射

为了精确模拟脉冲放大器中的受激布里渊现象,修正了脉冲光纤放大器中受激布里渊散射瞬态演变模型,建立了基于Er/Yb共掺双包层光纤中动态速率方程的受激布里渊散射的瞬态模型,同时包括了受激布里渊散射的信号光能量转移和反转粒子数消耗两个增益获得过程,采用有限差分的方法,分析了受激布里渊散射在高功率、低重复频率、窄脉冲光纤放大器中对输出脉冲信号单脉冲能量、峰值功率、频谱和时域波形的影响。搭建了两级放大的主振功率放大实验平台,利用重复频率为156kHz的调Q脉冲信号进行了高功率脉冲放大实验,得到了1.32W的平均功率输出,以及受激布里渊级联频谱和时域波形情况。结果表明,实验与理论分析相吻合,同时也验证了这个修正模型的正确性和有效性。     

Simulation of IR Waveguide Amplifiers Using FDTD-Based Overlapping Integral-RK Method

A novel algorithm, calling FDTD-based overlapping integral-RK method, isproposed to analyze Er-Yb co-doped phosphate glass IR waveguide amplifiers.This new method is derived from the combination of Finite-DifferenceTime-Domain(FDTD), overlapping integral and RK method. First the normalizedeigen-fields of signal and pump lights in Er-Yb co-doped phosphate glasswaveguide are calculated by FDTD algorithm, and then the overlapping integralsbetween light fields and the distribution of Er³⁺(Yb³⁺) concentrations are obtained,finally the distributions of powers of signal and pump along waveguide arecalculated by RK method. Gain performance of IR waveguide amplifiers isobtained from calculated signal power. Comparison of the simulation result with anexperiment is given, it demonstrates that this new algorithm is valid and showsgood agreement with experimental results.     

Er3+–Yb 3+ Codoped Silica Waveguide Amplifiers Longitudinally Pumped by Broad-Area Lasers

We present a longitudinal multimode pumping scheme which allows Yb-sensitized Er-doped silica waveguide amplifiers to be effectively pumped by high-power and low-cost broad-area lasers. The proposed configuration is based on evanescent pump light coupling from a multimode low-loss waveguide to a Er-Yb codoped active core. Theoretical predictions, based on propagation and population-rate equations for the coupled Er-Yb system, show that longitudinal multimode pumping by high-power broad-area lasers at around 980 nm can provide up to 4-dB gain per centimeter, suggesting possible integration of low-cost amplifiers with important applications in wavelength-division-multiplexing metro and access optical networks.     

共掺Er3+:Yb3+磷酸盐玻璃光波导激光器的模拟

在速率方程和传输方程理论模型的基础上用有限元法和龙格一库塔(RK)算法模拟了共掺Er^2 ：Yb^3 的磷酸盐玻璃光波导激光器功率输出特性。理论分析的结果表明用长度较短的重掺杂波导并优化激光器的输出反射镜的反射率时,可以获得较高的功率输出和斜率效率,其抽运阈值也较低。