线性啁啾长周期光纤光栅用作EDFA增益平坦滤波器的理论研究

提出用具有特定折射率调制包络的线性啁啾长周期光纤光栅作为掺铒光纤放大器(EDFA)的增益平坦滤波器.采用龙格库塔迭代法数值求解该类型光栅耦合模方程,就特定的掺铒光纤放大器增益谱,用Nelder-Mead优化算法对光栅结构参量(光栅长度、周期、线性啁啾系数、折射率调制包络的形状等)进行优化,设计出能在C波段35 nm带宽范围内对掺铒光纤放大器进行平坦化(增益起伏在±0.5 dB之内)的平坦滤波器.     

基于新型长周期光纤光栅的掺铒光纤放大器

报道了基于高频CO₂激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅的低噪音掺铒光纤放大器,这种新型长周期光纤光栅是用大约几千Hz的高频CO₂激光脉冲对光纤玻璃热冲击作用而形成的.在铒纤中插入一个长周期光纤光栅,会明显减少掺铒光纤放大器的放大自发辐射(ASE)噪音.报道了两种低噪音掺铒光纤放大器,作为前置放大器和线路放大器,它们的ASE噪音指数分别从4.0 dB减少到3.5 dB和从4.8 dB减少到4.3 dB,并且在作为线放时,其小信号增益从30 dB提高到37 dB,降噪及提高增益效应十分显著.     

一种基于新型长周期光纤光栅的动态增益均衡器

报道了一种用高频CO²激光脉冲写出的长周期光纤光栅的温度特性和弯曲特性.实验表明,这种长周期光纤光栅的波长漂移随温度的变化呈线性关系,它的透射峰幅值变化随弯曲量的变化也呈线性关系.基于这两种线性关系,通过控制新型长周期光纤光栅的谐振峰位置和幅度,动态平坦了一组掺铒光纤放大器增益谱线.实验结果表明在C波段32nm范围内掺铒光纤放大器增益谱线平坦度可动态调整为±0.7dB.     

室温下稳定的多波长掺铒光纤激光器的研究

通过在线形谐振腔中引入一段缠绕在压电陶瓷上的单模光纤作为正弦相位调制器,使得激射波长的损耗不固定,抑制由于掺铒光纤的均匀展宽效应引起的模式竞争,从而避免了在室温下不稳定的单波长激射,实现了多波长掺铒光纤激光器的稳定输出。为了获得平坦的多波长输出,在谐振腔里使用了一个损耗峰位于1530nm处的长周期光纤光栅,以获得较为平坦的增益谱。通过两个3dB耦合器制成的反射型梳状滤波器的滤波作用,实验中观察到稳定的多波长激射,相邻波长间隔约为0．45nm。中心9个波长的输出功率平坦度为10dB,边模抑制比大于25dB。     

长波段掺铒光纤放大器用掺铒光纤的设计考虑

本文分析了长波段掺铒光纤放大器(EDFA)的增益系数与Er³⁺离子浓度的关系.研制了铝共掺杂的高浓度掺铒光纤,以缩短长波段掺铒光纤的长度.用两级泵浦实现了L-波段EDFA.光纤放大器的掺铒光纤总长18m,在1570nm波长处的小信号增益为42.26dB,输出功率为17.5dBm.我们认为,较低的浓度淬灭效应归因于光纤中较高的A1掺杂浓度.当总的输入信号功率为-3dBm时,在1570至1600nm间的7路WDM信号的增益不平坦度仅为0.68dB..     

掺铒光纤Sagnac环掺铒光纤放大器增益平坦特性

在通信领域,特别是波分复用方面,为了同时调整多通道增益和实现多波长光纤激光器大范围稳定的光波输出,本文提出了一种未泵浦掺铒光纤Sagnac环透射端掺铒光纤放大器增益平坦特性研究方案,其由Sagnac环自身谐振模式、未泵浦掺铒光纤的吸收特性和由环中双折射拍长引起的谐振模式3者共同作用。通过调节Sagnac环中的偏振控制器,使得掺铒光纤放大器(EDFA)增益光谱在非泵浦掺铒光纤Sagnac环透射端可以被部分或者全部平坦化。实验结果表明:在透射端14 nm的波长范围内,部分增益光谱的平坦度为±0.145 dB;整个C波段光谱36.5 nm的波长范围内,增益光谱的完全平坦度为±1.225 dB。该增益谱平坦方案结构简单,输出光谱平坦度好,有望用于波分复用系统和多波长激光器中。     

基于包层旋转折变型光纤光栅的动态增益均衡器

提出并利用高频CO₂激光脉冲在普通单模通信光纤上写出了包层旋转折变型长周期光纤光栅(R-LPFG). 在分析R-LPFG波导结构和双折射特性的基础上，对光栅周期数和折变旋转度分别为50和7.2°/周期的R-LPFG进行了实验研究.结果表明，这种类型的光栅可极大地降低其谐振波长对横向负荷不同作用方向所表现出的方向相关性，并且其谐振峰幅度横向负荷灵敏度在任意方向下均高达0.37dB/(g·mm^-1) ，是普通LPFG横向负荷灵敏度的9倍左右.利用R-LPFG的温度线性响应特性和独特的横向负荷特性，设计并实验研究了一种动态增益均衡器，用其平坦掺铒光纤放大器增益谱，在C波段32nm范围内，其平坦度小于±0.5dB，可满足实际环境对通信系统的平坦应用要求. 关键词： 光纤通信技术 长周期光纤光栅 动态增益均衡 旋转折变     

光纤光栅增益平坦化器件的研究

采用幅度掩模和程控扫描曝光技术在经过氢载敏化处理的普通单模光纤上研制出了可用于实现掺铒光纤放大器增益谱平坦化的长周期光纤光栅器件。该器件使掺铒光纤放大器在３０ ｎｍ带宽上的增益谱波动从±３ ｄＢ减小为±０．３ ｄＢ, 器件的附加损耗小于０．３ ｄＢ。     

L-Band掺铒光纤放大器的优化设计

提出了泵浦分配两段级联,并利用前向ASE推动下一级EDF工作的L-Band放大器的新结构.基于Giles模型并考虑了ASE噪声的影响,运用数值模拟算法系统分析了泵浦光功率分配和铒光纤分配比例对这种EDFA性能的影响.最后优化得到高增益且增益谱平坦的L-Band EDFA,其在输入信号光功率为-20 dBm时,在1571～1608 nm范围内,增益值高达35 dB,增益偏差小于1 dB.     

基于高双折射光纤布拉格光栅的自动增益控制掺铒光纤放大器

掺铒光纤非均匀展宽引起的空间烧孔现象导致单波长激光并不能完全控制放大器增益,提出了一种新颖的自动增益控制掺铒光纤放大器的结构:即采用高双折射光纤布拉格光栅产生抽运光,其写制光栅的波峰对应的波长分别为1549.3 nm和1549.83 nm,波长间隔为0.53 nm。通过调整偏振控制器,就实现了单激光或双激光的增益控制。这种设计增益控制范围为40 nm(1530~1570 nm),当输入功率在-40~-15 dBm的动态范围内,双激光增益控制的掺铒光纤放大器的平均增益和噪声系数分别约为22.22 dB和8.69 dB,而它们的漂移分别被钳制在0.69 dB和1.51 dB。系统性能测试表明:双激光控制掺饵光纤放大器在稳定性方面比单激光有着明显的优势。     

基于弯曲不敏感光纤的长周期光纤光栅可调谐增益均衡器

对高频CO2激光脉冲方法在弯曲不敏感光纤中写入的长周期光纤光栅的弯曲特性进行了研究，发现其谐振峰幅值对弯曲相当敏感，为普通光纤中写入的长周期光纤光栅的2．8倍，并且谐振波长和谐振峰幅值在圆周方向上呈现的对应规律与普通光纤不同．即谐振峰幅值最敏感方向所对应的谐振波长对弯曲不敏感。根据该现象，提出了一种利用调节其弯曲度来实现增益控制的可调增益均衡器方案，并进行了实验验证，该方法实用、简单。     

Gain enhancement of L-band EDFA by using residual pump power in a three-stage configuration

This paper presents an idea of using residual pump power for implementation of low-noise and high-gain L-band erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs). A single pump laser is employed to pump the first-stage EDFA, which serves as a low-noise preamplifier, in the proposed three-stage EDFA system. The residual pump power unabsorbed by the preamplifier is directed to pump the subsequent EDF. Experimental results show that gain enhancement of up to 8 dB with respect to conventional EDFAs can be achieved by using the proposed low-noise EDFA.     

L波段掺铒光纤放大器的自发辐射谱与增益的研究

利用Giles模型对L波段掺铒光纤放大器小信号增益特性进行了数值模拟,模拟结果表明最佳铒纤长度并不是一定值,它随输入信号波长的不同而改变,较短的波长对应较短的光纤长度;在数值模拟、分析的基础上,分别采用7m和9m的L波段铒光纤构成长波段掺铒光纤放大器,通过实验测量,分析比较了它们的自发辐射谱以及增益和噪声指数,得到了光纤长度对L波段增益谱、噪声指数和自发辐射谱的影响规律;最后,辅以C波段掺铒光纤放大器加以分析,指出了适合于放大L波段信号的最佳自发辐射谱型。     

The L-band EDFA of high clamped gain and low noise figure implemented using fiber Bragg grating and double-pass method

The L-band erbium-doped fiber amplifier (EDFA) of low noise figure and high clamped-gain using gain-clamped and double-pass configuration is presented in this paper. A total of five different configurations of EDFAs by reflection scheme with single forward pumping schemes are examined and compared here. Among these configurations, we first find the configuration of 1480-nm pumped L-band EDFA with optimum gain and noise figure value. To further minimize the gain variation, a fiber Bragg grating (FBG) with 1615-nm center wavelength and 1-nm bandwidth is determined and added in double-pass L-band EDFA. The gain variation and maximum noise figure of EDFA while channel dropping is investigated. As the number of channel dropping from 32 to 4, the L-band type-A EDFA keep the variation of gain within 2.9 dB and the maximum noise figure below 5 dB with each channel’s input power of −23 dBm.     

抽运方式对混合拉曼光纤放大器性能的影响

通过实验比较了前向抽运拉曼光纤放大器与掺铒光纤放大器组成的混合放大器、后向抽运拉曼光纤放大器与掺铒光纤放大器组成的混合放大器的性能。实验采用75km标准单模光纤作为增益介质。采用20信道(符合ITU-T建议的波分复用信号)，波长为1537．377～1560．605nm，作为混合放大器的测试信号。20信道总功率-2．86dBm，每一信道用2．5Gb／s、码长2^7-1的非归零码通过电吸收调制器(EA)进行外调制。实验结果表明，前向抽运方式混合放大器的性能优于后向抽运方式的混合放大器，其中噪声系数的改善值为2．28～6．55dB。采用前向抽运时，各信道的增益同后向抽运相比，增加值均大于5dB。但不论采取那种抽运方式，采用混合放大的形式，各信道的光信噪比均大于26．9dB。     

Performance of optical amplifier employing silica host magnesium-aluminum-germanium co-doped erbium-doped fiber

Two silica host magnesium(Mg)-aluminum(Al)-germanium(Ge) co-doped erbium-doped fibers (EDFs)have been fabricated, which have different Mg concentrations. The concentration of all the compositions in the preform is measured through electronics probe micro analysis (EPMA). The maximum Mg concentrations of fibers A and B are 3.98 and 1.28 mol%, respectively. The performance characteristics including absorption spectrum and gain are measured and analyzed. The absorption coefficients of fibers A and B are 13.3 and 14.3 dB/m respectively at wavelength of 1532 nm. The max gains of these two erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) are 30.1 and 35.9 dB with input signal power of -30 dBm and pump power of 100 mW at 980 nm. Fiber B with maximum Mg concentration 1.28 mol% has better performance than fiber A. Fiber B has high absorption coefficient and high gain characteristics. The optimum fiber B length of C-band EDFA is 7 m and that of L-Band EDFA is about 30 m, which is much shorter than standard commercial EDFAs. The result of experiments showed that a few Mg added to silica host EDF can increase the concentration of erbium ions, which will shorten the EDF length much, but not degrade the performance characteristics.     

基于喇曼/掺铒光纤混合放大的长距离布喇格光栅传感器系统

提出了一种提高长距离光纤布喇格光栅信噪比以进行准分布测量的新方法.本方法基于双向喇曼放大和双掺铒光纤结构,喇曼光纤放大器对布喇格光栅信号进行低噪音的双向放大,置于远处的掺铒光纤利用剩余的泵浦功率产生自发辐射光和放大传感信号,为第二段掺铒光纤之后的远处布喇格光栅传感器提供光以及补偿由于长距离传输造成的光纤损耗.实验显示传感器系统的性能得到显著提高.使用功率为240 mW的单个普通泵浦,分布在50 km光纤上的FBG均可获得15 dB的良好信噪比,比混合放大前提高了10 dB.