掺杂光纤激光器与放大器

本文重点对稀土掺杂光纤激光器与放大器进行了综述。对光纤激光器与放大器的基本结构和原理作了简要说明。进而分析讨论了掺杂光纤中的激光过程以及基质材料、掺杂稀土离子种类及其浓度等因素的影响,并给出一些重要结论。在光纤激光谐振腔的设计方面,主要介绍了光纤环形腔、光纤环路反射器及其双环谐振腔、Fox-Smith谐振腔等。在此基础上对光纤激光器及放大器的实例、光纤激光器的频率调谐、线宽压缩以及调Q、锁模等分别做了评述。     

掺稀土光纤放大器及其应用

本文介绍了掺稀土光纤放大器的工作原理，掺稀土光纤的制备工艺，讨论了影响掺稀土光纤放大器性能的几个重要因素，最后简单介绍了光纤放大器的应用。     

高功率光纤激光器和放大器

光纤激光器是自其首次演示以来２５年中最具活力的研究课题。全世界科研人员已探索研究了它们的功率或脉冲特性及产生各种波长激光的能力。采用不同的增益介质、抽运方案和谐振腔设计组合,已研究了光纤激光器在电信、激光测距、材料加工、成像和医学中的应用［１］。虽然对光耦合、光产生和光传播已有详细理解,光纤激光器仅从现在才开始注意商业上的成功应用,这是新型光纤器件双包层光纤激光器研究发展的结果。原则上,与二极管和块状器件相比,光纤激光器有许多优点［２］。头发一样细的光纤具有极高的破坏阈,而它们高的表面／体积比使…     

光纤放大器与全光通信技术

本文评述光放大器和全光通信技术的现状和未来发展,首先介绍新颖纤放大器的原理、结构设计和性能特点,然后着重阐述铒光纤放大器在光通信领域的各种应用,最后给出全光通信系统的各种实例.     

发展中的光纤放大器技术

光纤放大器不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件。由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制，更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离     

光纤放大器及其在光通信中的重要作用

简述了稀土掺杂光纤的特性，以及三能级光纤激光放大的基本原理。介绍了处于光通信第三窗口１．５５μｍ的铒光纤放大器和目前实用波段１．３μｍ光纤放大顺，以及光绗放大器在光孤子通信中的补偿作用。最后在光纤放大器的基础上讨论产生超短冲和红外辐射的几种新型纤激光器。     

高速率空间激光通信系统及其应用

经过二十余年的快速发展,空间激光通信的研究重心逐渐从高精度ATP分系统向高速率通信分系统转移.紧密跟踪空间激光通信的国际发展最新动态,从通信带宽和链路功率两个方面,针对通信发射单元、接收单元和信道特性,分析了提高空间激光通信传输速率的技术难度与途径,分别阐述了波长1 550 nm、基于EDFA功放和前放技术,空间相干技术,光偏振复用技术,光波分复用技术的基本原理、性能指标及关键技术,为高速率空间激光通信提供了技术参考.     

承载式激光通信光学天线

在保证一对多激光通信终端光学天线的成像质量前提下,为解决光学天线两端面承担载荷的技术问题,提出了一种用于卫星平台的可承载式激光通信光学天线。对主镜组件、可承载式遮光罩及次镜支撑桁架的结构形式以及连接方式进行正对性设计,保证主镜面形精度以及次镜的位置精度。使用ANSYS有限元分析软件进行分析,结果表明:整机一阶模态151.54 Hz;光学天线前端可承载8.5 kg,后端面可承载13 kg;径向1 g自身重力及两端承载工况下,主镜面形精度RMS值（均方根误差）为/158、PV值（最大峰谷误差）/30,次镜最大倾角1.88;在（205）℃环境温度、轴向1 g自身重力及两端承载工况下,主镜面形精度RMS为/65、PV为/14,次镜最大倾角1.21,该天线承载后具有较好的力、热稳定性以及成像质量,可以满足天线在地面装调、检测以及发射过程中的指标要求。采用质量块模拟两端负载质量及重心位置,使用ZYGO干涉仪进行测试,结果表明系统波相差能够满足1 g重力及负载条件下,系统波相差RMS值优于/15的指标要求。     

衍射光学元件在卫星激光通信终端中的潜在应用

卫星激光通信技术是目前通信技术领域的研究热点,而光学子系统的优化设计是其重要研究方向。主要介绍了利用衍射光学元件实现卫星激光通信终端的小型化、集成化和高效化。文中首先简要介绍卫星激光通信系统的基本原理,随后介绍了衍射光学元件在卫星激光通信终端中的各种可能应用,包括光束整形和分光,光学滤波,防反射镀膜,像差和热差补偿等。给出了一个包含衍射光学元件的激光通信终端光学系统优化设计实例,相应的数值仿真结果表明:衍射光学元件与传统光学元件相比,具有明显优势。     

Synchronization of passively mode-locked erbium-doped fiber lasersand its application to optical communication networks

We synchronized two passively mode-locked erbium-doped fiber lasers using a phase lock loop with a large dynamic range and bandwidth, which is realized by using a novel acoustooptic-modulator-grating scheme. Cross-correlation of the two lasers shows the interlaser jitter is under 2 ps (same as the laser pulse width) for period as long as hours. To prove the quality of phase locking, we apply synchronized lasers in two all-optical network applications, one of which requires the lasers to have the same wavelength and the second requires the lasers to be at different wavelengths. In the single wavelength application, the synchronized lasers drive a cascade of two low-birefringence, polarization maintaining, optical logic gates with switching timing window of 4 and 5 ps, respectively. We obtain nonlinear transmission of ~50% at a switching energy of 8 pJ and contrast ratio of 16 dB, which are comparable performance as that obtained using a single laser. In the different wavelength application, we use 0.8 ps pulses to switch 2 ps pulses in a two-wavelength nonlinear optical loop mirror demultiplexer with timing window of 5.5 ps. Stable switching is reached at a efficiency as high as 90% at switching energy of 0.8 pJ, and a contrast ratio of 20 dB. Excellent agreement is found between the experimental data and the simulated results, which exclude the timing jitter     

线性扩张状态观测器的改进及在空间光通信粗跟踪的应用

针对传统自抗扰控制器的扰动补偿效果随着扰动频率增加迅速下降的问题,提出了一种基于改进的线性扩张状态观测器的自抗扰控制方法。该方法首先对粗跟踪进行系统分析、简化及辨识;然后对线性扩张状态观测器的观测原理进行详细推导与论证,从理论上指出其不足,提出了一种改进的线性扩张状态观测器;最后将改进的算法与PID调节器相结合,实现了粗跟踪的自抗扰控制。实验结果表明:针对幅度在1、频率在0.5~2.5 Hz间的外部位置扰动,传统的自抗扰控制器随着扰动频率的增加,扰动隔离度下降非常明显,2 Hz时的提升程度仅为0.5 Hz处的9.5%;而采用改进的算法使扰动隔离度至少提高了4.146 dB,且随着扰动频率的增加,扰动隔离度的提升非常稳定,2.5 Hz时的提升程度与0.5 Hz处几乎一致;此外,该方法有较好的鲁棒性,允许被控对象在20%的范围内变化。理论分析、仿真分析、物理实验均证明该方法的有效性,对类似的光电跟踪系统有一定的参考价值。     

区域紫外激光保密通信及其应用

指出了区域紫外保密通信的由来,着重介绍关于区域紫外激光保密通信的组成原理;该通信技术在太阳盲区紫外波段的应用非常适合军队近距离保密通信的要求;最后介绍一些在军事上的应用和发展情况,并对在区域紫外激光保密通信过程中存在的问题如通信系统太大不易携带、信号接收等提出改进方法.     

光纤参量放大技术及应用

光纤参量放大基于在技术上的优势,越来越引起研究人员的重视.文章介绍了光纤参量放大器的结构及近期的研究情况,概述了其在分立集总放大、波长透明转换、慢光的产生,归零码生成及光时分复用(OTDM)等方面的应用.     

光纤激光泵浦的多波长中红外光参量振荡器

介绍了一种光纤激光泵浦的三波长中红外光参量振荡器。在最大泵浦功率70.7 W,泵浦波长为1 060、1 065、1 080 nm的情况下,实现了8.7 W的中红外闲频光输出,斜效率达到16%,闲频光三个波长分别为3 132、3 170、3 310 nm,但产生的信号光只有一个波长为1 604 nm。对实验结果进行了理论分析和实验测试,得出在谐振腔内1 060 nm泵浦光发生了光参量振荡,而1 065、1 080 nm泵浦光分别与1 604 nm信号光发生了差频过程,同时还利用差频转换效率理论对1 065、1 080 nm差频产生的闲频光强度的差异进行了分析和解释。     

离轴天线在卫星激光通信系统中的应用

现有卫星激光通信终端通常采用同轴两反天线结构,该结构存在接收视场小、发射效率低等缺点。为消除同轴两反结构存在的固有缺陷,提高卫星激光通信系统的瞄准和捕获效率,研究了利用离轴三反结构提高卫星激光通信系统的性能。首先根据基本像差理论,推导得到离轴三反光学结构的初始结构方程。利用离轴结构具有更多设计参量的优势,对离轴三反结构进行优化设计,给出了设计实例。计算机仿真得到的光学传递函数、点列图、衍射包围圆能量和波前误差等均表明:离轴三反结构与同轴两反结构相比,具有更加优异的性能,能够满足卫星激光通信系统不断提升的性能要求。