脉冲泵浦的掺镱光纤放大器中放大自发辐射动态变化模拟

在低重复率、高能量脉冲的应用场合,光纤放大器中采用脉冲泵浦的方式具有重要意义.本文模拟了脉冲泵浦方式下掺镱双包层增益光纤中放大自发辐射功率的动态变化,为优化脉冲泵浦方式提供了参考.通过有限元分析方法求解光纤中镱离子的速率方程和各光场的功率传输方程,模拟了正向泵浦条件下,泵浦脉冲开始后0~740 μs时间内光纤内部正向、反向放大自发辐射功率分布情况的动态变化以及光纤两端放大自发辐射输出功率随泵浦时间的变化.模拟结果发现了光纤两端正向、反向放大自发辐射功率增长速度的差异之处,以及光纤内部两种放大自发辐射功率分布动态演变的一些特征.     

FEMLAB在模拟掺镱双包层光纤放大器脉冲放大特性的应用1

应用FEMLAB软件模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性.计算了在915 nm前向抽运下，光纤放大器中的上能级粒子数，抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性.与文献上的结果进行比较证明了该程序的有效性.     

高功率掺镱双包层光纤放大器放大特性理论模拟

运用掺镱双包层光纤放大器的理论模型,分析了连续和脉冲光放大时放大自发辐射(ASE)的计算方法。采用Runge-Kutta方法求解了考虑ASE稳态时掺镱双包层光纤放大器的放大特性,采用有限差分法求解了矩形、高斯和超高斯脉冲的放大特性。结果表明：用3 m长的双包层光纤、10 W的泵浦功率可以将脉宽3 ns、峰值功率为1 W的脉冲信号光峰值功率放大到15 kW左右;在饱和增益情况下,脉冲的波形变尖,宽度变窄;采用短的大模场双包层光纤和后向泵浦方式可以有效地降低ASE,并避免有害非线性效应。     

高功率掺镱双包层光纤放大器放大特性理论模拟

 运用掺镱双包层光纤放大器的理论模型,分析了连续和脉冲光放大时放大自发辐射(ASE)的计算方法。采用Runge-Kutta方法求解了考虑ASE稳态时掺镱双包层光纤放大器的放大特性,采用有限差分法求解了矩形、高斯和超高斯脉冲的放大特性。结果表明：用3 m长的双包层光纤、10 W的泵浦功率可以将脉宽3 ns、峰值功率为1 W的脉冲信号光峰值功率放大到15 kW左右;在饱和增益情况下,脉冲的波形变尖,宽度变窄;采用短的大模场双包层光纤和后向泵浦方式可以有效地降低ASE,并避免有害非线性效应。     

掺镱光纤放大器的啁啾脉冲失谐放大特性

 研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1 053nm的啁啾脉冲放大特性，发现针对高斯或超高斯脉冲，采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱，从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制，发现对压缩质量影响较小。     

掺镱光纤放大器的啁啾脉冲失谐放大特性

研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1 053nm的啁啾脉冲放大特性,发现针对高斯或超高斯脉冲,采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱,从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制,发现对压缩质量影响较小。     

任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射

为了突破以往研究的波形局限,探究任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射特性,从速率方程组出发,采用分时段计算的方法得到各能级粒子数及自发辐射平均功率的表达式.仿真和实验表明,泵浦光毛刺对自发辐射光的影响较小,具有类似"高频滤波"的特性;泵浦功率较大时自发辐射光的波形与泵浦波形接近,该研究结果可以用于光纤激光器的全光调制.理论分析与实验结果相符合,证明了理论的可靠性.     

脉冲泵浦掺镱双包层光纤激光器的动力学研究

对脉冲泵浦的掺镱双包层光纤激光器进行了实验研究.采用重复频率1-10 kHz、脉宽100 μs的976 nmLDs泵浦,实现了脉宽小于10 ns的稳定激光脉冲输出.并对该激光器的动力学过程进行了分析,首次提出了在脉冲泵浦光纤激光器中产生ns脉冲是瑞利散射和受激布里渊散射共同作用的结果.     

915nm泵浦混合掺铒/铒镱共掺双包层光纤放大器

研究了一种混合掺铒/铒镱共掺光纤放大器,用掺铒光纤放大器作为输入信号的预放大器,用铒镱共掺双包层光纤放大器作为主放大器。掺铒光纤放大器采用20m长掺铒光纤作为增益介质,采用最大输出功率318mW的单模半导体激光器二极管作为泵浦源,预放大器获得的最大输出功率是113mW。铒镱共掺光纤放大器采用14m长铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,采用2个915nm多模半导体激光二极管作为泵浦源,在输入信号功率为10mW、信号波长1555nm时,混合光纤放大器获得了最大输出功率为32.04dBm,即1.6W,与此相应的混合光纤放大器的光-光转换效率为18.5%。     

掺镱双包层脉冲光纤放大器的特性研究

 在高频及低频脉冲种子光的情况下讨论了掺镱双包层光纤放大器的输出特性.在有限差分法中,对于不同重复频率的脉冲种子光,需要设置不同的初始条件以快速计算得到稳定输出.本文给出了在高频和低频情况下设置初始条件的方法,并讨论了作为种子光的准连续高频高斯脉冲峰值功率与其等效连续光功率之间的关系,最后计算了种子光为高频及低频脉冲情况下的平均输出功率与泵浦功率的关系.     

掺镱双包层脉冲光纤放大器的特性研究

在高频及低频脉冲种子光的情况下讨论了掺镱双包层光纤放大器的输出特性.在有限差分法中,对于不同重复频率的脉冲种子光,需要设置不同的初始条件以快速计算得到稳定输出.本文给出了在高频和低频情况下设置初始条件的方法,并讨论了作为种子光的准连续高频高斯脉冲峰值功率与其等效连续光功率之间的关系,最后计算了种子光为高频及低频脉冲情况...     

Ytterbium-doped Fiber Amplifiers:Selection of Pump Wavelength

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｙｂ3 ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒｓｈａｖｅｓｉｍｐｌｅｅｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ｔｈｅｉｒｓｐｅｃｉｆｉｃａｄｖａｎｔａｇｅｓｈａｖｅｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｅｎｆｏｕｎｄｓｉｎｃｅｔｈｅｉｎｖｅｎｔｉｏｎｏｆｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｕｍｐｓｏｕｒｃｅｓ,ｅ .ｇ.,ｔｈｅｈｉｇｈｐｏｗｅｒＩｎＧａＡｓｌａｓｅｒｄｉｏｄｅｓ.Ｗｈｉｌｅｔｈｅｙｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｍａｉｎｌｙｉｎｌａｓｅｒｓ[1～ 8] ｓｏＦｉｇ.1Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃｒｏｓｓ…     

Simulation Performance of Erbium-Doped Fiber Amplifiers

In this paper, a simple approach is introduced to simulate the main performance of erbium-doped fiber amplifiers by using two empirical formulas to calculate saturated gain and corresponding noise figure. Then conflict equations are presented to improve this approach. At the end of the paper the comparison of calculation results before and after improvement is given. It has been shown to be more accurate.     

准分子激光放大器中的三维放大自发辐射效应

发展了小纵横比条件下、具有圆柱对称性介质的高功能ＫｒＦ准分子激光放大器中，放大自发辐射效应的三维理论模型和计算程序。考虑自发辐射的频率分布效应以及侧壁表面反射效应。结果分析表明，当纵横比及入射负载均较小时，放大自发辐射对输出光束质量有较大的影响。     

高掺杂浓度掺镱光纤的光子暗化效应

采用光纤激光器和放大器结构方案，观察到了高浓度掺镱光纤（YDF）的光子暗化（Photo-darkening）现象.对激光器阈值和输出功率、放大器输出谱的测量结果表明，光子暗化效应导致了高掺杂浓度YDF的功率转换效率随泵浦作用时间的增加而下降，且下降为单调不可逆过程，但随着泵浦时间的增加，这种下降逐渐变缓、功率转换效率最终可趋于稳定.     

旋光纤喇曼放大器中ASE噪音模型及仿真计算

通过分析旋光纤喇曼放大器中信号光、抽运光的非线性薛定谔波动方程及放大自发辐射噪音特性,提出一种能同时在旋光纤喇曼放大器中产生预计波形放大自发辐射噪音,又方便计算的方法.根据放大自发辐射噪音时域特性,建立并在波动方程中加入放大自发辐射非高斯噪音模型.在考虑旋光纤双折射的非线性效应同时,通过分步傅里叶法对波动方程求解,计算了旋光纤喇曼放大器中的放大自发辐射噪音,并与实验结果吻合.     

旋光纤喇曼放大器中ASE噪音模型及仿真计算

通过分析旋光纤喇曼放大器中信号光、抽运光的非线性薛定谔波动方程及放大自发辐射噪音特性,提出一种能同时在旋光纤喇曼放大器中产生预计波形放大自发辐射噪音,又方便计算的方法.根据放大自发辐射噪音时域特性,建立并在波动方程中加入放大自发辐射非高斯噪音模型.在考虑旋光纤双折射的非线性效应同时,通过分步傅里叶法对波动方程求解,计算了旋光纤喇曼放大器中的放大自发辐射噪音,并与实验结果吻合.     

掺Yb3+双包层光纤中的绿光荧光分析

普通单模光纤与掺Yb³⁺双包层光纤熔接后,当用波长为976nm激光耦合时,实验观察到掺Yb³⁺双包层光纤中呈现绿色的荧光并用光谱仪进行了测试分析表明:绿色荧光的产生为Yb³⁺离子间相互作用引起合作能量转移(CET)过程,这种能量转移过程将降低光纤激光器和光纤放大器的量子效率。