双包层Er3+-Yb3+共掺磷酸盐光纤放大器的研究

提出了一种新的基于磷酸盐的铒镱共掺双包层掺铒光纤放大器。在分析了铒镱共掺系统能级，忽略放大自发辐射与激态吸收的基础上，通过Runge-Kutta法求解速率方程，边界方程，数值计算结果得出：双包层铒镱共掺磷酸盐光纤放大器具有更优良的增益特性，其单位长度增益高于硅酸盐双包层铒镱共掺光纤放大器，它应该是传统硅酸盐双包层铒镱共掺光纤放大器的有力竞争者和替代者。     

增益光纤类型与L-band EDFA的性能关系

为分析增益光纤对L波段(L-band)掺铒光纤放大器(EDFA)增益特性的影响,基于G iles模型对不同增益光纤构成的EDFA进行了数值模拟和实验研究,模拟和实验表明,L-band EDFA增益值的大小与EDF掺杂浓度、泵浦功率及光纤长度有关,光纤长度越长,则达到平坦增益时需要的泵浦功率就越大,本征平坦增益值也越高。     

基于改进自适应遗传算法的高斯掺杂四线偏振模光纤放大器

针对阶梯式或多环式复杂铒离子掺杂结构的光纤制备困难,以及单段掺铒光纤少模放大器难以实现四阶及以上高阶模式增益均衡放大,提出一种由两段简单高斯掺杂掺铒光纤级联而成的四线偏振模掺铒光纤放大器(4 LP-EDFA),并设计了改进自适应遗传算法对放大器性能进行优化.结果表明,当两段光纤的长度分别为3.33 m和3.16 m,高...     

Er~(3+)、Y~(3+)、Yb~(3+)离子共掺杂的氧化铝发光材料的制备及其表征

随着光通信的发展,人们对于光通信所用的放大器,以及放大器所用的发光材料的要求越来越高,越来越苛刻.在光通信系统中,由于掺稀土光纤放大器的结构使得它不可能被集成,人们开始考虑研制平面掺铒光波导放大器(EDWA),即利用光波导掺入的稀土铒离子在抽运光作用下的受激辐射实现的.光通信器件的小型化集成化是发展的趋势.本文通过Y~(3+),Yb~(3+),与Er~(3+)共掺Al2O3粉末,试图提高Er~(3+)在基体中的分散度和均匀度,降低掺Er~(3+)材料中的光子猝灭中心(—OH)浓度,研究不同浓度Yb~(3+)共掺对材料微结构的调制情况,以及对Al2O3发光特性的影响,以期获得性能优良的Al2O3发光材料.     

铒镱共掺梯度折射率玻璃Judd-Ofelt理论分析

用高温熔融法制备了Er3+Yb3+共掺的梯度折射率玻璃.在室温下,用976 nm半导体激光器泵浦该掺铒玻璃,在1 550 nm波段实现强的荧光发射,中心波长为1.539 9 μm,荧光半宽高为57.4 nm,并应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子在玻璃中的强度参数Ωt(t=2、4、6).研究结果表明,所制备的梯度折射率玻璃能接受非常高的Er3+、Yb3+掺杂率,有较宽的荧光线宽,且具有良好的离子交换性能,是铒镱共掺梯度折射率光纤用理想的候选材料.     

铒镱共掺波导放大器能级粒子数分布的研究

在考虑放大自发辐射(ASE)、均匀掺杂和稳态的情况下,数值求解出铒镱共掺波导放大器(EYCDWA)在前端单向泵浦、后端单向泵浦和前后两端双向泵浦三种泵浦方式下波导内部的各能级粒子数分布。对EYCDWA各能级粒子数的计算不仅揭示了一些已知现象的产生原因,也发现了一些新的规律,如铒离子亚稳态能级上粒子数变化率最大的地方表现为EYCDWA内部具有增益极值;在前端单向泵浦方式下靠近波导输出端该能级上的粒子数最少,EYCDWA产生的噪声最小。     

泵浦源对L-band EDFA增益特性的影响

对不同泵浦波长的L-波段(L-band)掺铒光纤放大器(EDFA)的增益特性进行了研究,模拟和实验表明:L-band EDFA本征平坦增益值的大小与EDF长度有关,与选择的泵浦波长无关,但泵浦效率受泵浦波长影响很大,泵浦波长越长,则泵浦转换效率越高。     

单根光栅箝制的L-band掺铒光纤放大器模拟

针对波分复用系统要求掺铒光纤放大器(EDFA)必须具备增益锁定功能,提出采用单根光纤光栅的方法来箝制L-band EDFA的增益.基于考虑自发辐射噪声(ASE)的Giles模型,建立了EDFA的全光增益箝制理论模型.系统分析了四种可能的光路结构、泵浦波长、光纤光栅反射波长和反射率、泵浦功率以及掺铒光纤长度等参量对箝制特性的影响.最后给出一组使EDFA在箝制增益的同时保持增益谱平坦的最佳结构和放大器参量.     

镱离子掺杂高硅氧玻璃的制备和光谱性质研究

通过对掺杂离子多孔玻璃的低温烧结,制备了掺镱高硅氧玻璃和镱铝共掺高硅氧玻璃.得到了掺镱高硅氧玻璃和镱铝共掺高硅氧玻璃的吸收光谱,荧光光谱,荧光寿命,受激发射截面和最小泵浦功率,研究了他们的主要光谱性质.通过对比发现镱铝离子共掺高硅氧玻璃比掺镱高硅氧玻璃具有更好的光谱性质.铝离子的掺入对稀土掺杂玻璃光谱性质的改善可能是由于铝对稀土离子周围环境的影响,而不是简单的物理分散.     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。     

Er/Yb共掺双包层光纤放大器的自激振荡

基于自行设计并搭建的Er/Yb共掺双包层光纤放大器,实验研究了自激振荡与抽运光和信号光功率之间的关系。结果表明:随着抽运光功率的增大,自激振荡也逐渐加强,并趋于饱和;在抽运光一定的情况下,增加入射信号光功率可以有效抑制放大器的自激振荡;当端面缺陷引起的光反射不可避免时,可以通过调整信号光或抽运光功率使其匹配来消除自激振荡,优化系统性能。     

1.7μm波段全光纤掺铥宽带光源实验研究

设计并实验实现了一种结构简单的1.7μm波段全光纤宽带光源.采用传统的线型腔结构,利用1565nm高功率半导体激光器泵浦一段单模掺铥光纤,获得了中心波长为1833nm的自发辐射光谱.由于色散补偿光纤在大于1.7μm波段有较大损耗,在腔内接入该光纤使自发辐射光谱的中心波长移动到1.7μm波段.其中,泵浦源由1565nm半导体激光器和最高输出功率33dBm的铒镱共掺放大器组成.通过优化色散补偿光纤和掺铥光纤的长度,获得了宽带光源,其中心波长在1744nm,5dB谱宽87nm.为1.7μm光纤光源设计及研制提供参考.     

Study on the characteristics of erbium-doped waveguide ring laser

A theoretical model of the erbium-doped waveguide ring laser is established according to the theory of erbium-doped waveguide amplifier and the transmission matrix of waveguide directional coupler. The influence of bend radius, coupling coefficient and doped erbium ion concentration on the characteristics of waveguide ring laser is investigated. It is shown that due to the co-action of waveguide bend loss and other relevant loss there is an optimal bend radius which can provide simultaneously low threshold pumping power and high laser light output power. As one part of the resonator’s loss, the laser light coupling coefficient of directional coupler has an impact on the laser property. The analysis indicates that the laser achieves the high output power when the coupling coefficient is about 0.2. The threshold pumping power is the minimum when the doped erbium ion concentration is 0.85×10²⁶ m⁻³. Increasing the concentration of doped erbium ions will enhance the output power of laser light as long as the concentration doesn’t introduce remarkable up-conversion effect. The results give a good theoretical basis for the design and fabrication of erbium-doped waveguide ring laser devices. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60807015), the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 200801411037), the Young Teacher Cultivation Foundation of Dalian University of Technology (Grant No. 893210) and Doctor Start-up Foundation of Dalian University of Technology (Grant No. 893322)     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。