掺铒光纤自发辐射特性研究

本文对掺铒光纤的自发辐射特性进行了研究,分析了掺杂铒离子光纤的吸收截面、辐射截面、自发辐射谱、净增益系数等的特性,以及在掺铒光纤中,泵浦功率、自发辐射功率、光纤长度、自发辐射谱之间的关系,并用单色仪和波长为1.48um的InGaAsP半导体激光器测试了国产掺铒光纤的吸收谱和它的自发辐射谱。     

一种高效率的L波段掺铒光纤ASE宽带光源

利用双程双向泵浦单级掺铒光纤的结构实现高效率的L波段掺铒光纤放大自发辐射输出,同时选择1480nm半导体激光器作为泵浦源,高掺杂铒光纤为增益介质,通过优化铒光纤长度,获得了在1566-1604 nm（38 nm）,自发辐射谱功率高于－16 dBm,总输出功率13.7 dBm的L波段掺铒光纤放大自发辐射光源.该光源结构相比于双程前向泵浦结构的L波段掺铒光纤放大自发辐射光源,其泵浦效率从11.8%提高到23.4%.     

WDM系统中碲基掺铒光纤放大器泵浦问题的理论研究

依据均匀加宽四能级结构速率方程组和光功率传输方程组, 对WDM系统中碲基掺铒光纤放大器（EDTFA）的泵浦问题进行了理论研究,给出了三种泵浦方式小信号和大信号状态下EDTFA信号增益分布曲线和放大的自发辐射（ASE）噪声功率谱,在此基础上探讨了EDTFA泵浦方式与信号增益、ASE噪声的关系.     

铋基掺铒光纤放大器中放大自发辐射处理研究

分别设计了一个带光隔离器和一个带光环形器的复合型宽带铋基掺铒光纤放大器(Bi-EDFA),理论上研究了Bi-EDFA中对于后向传输放大自发辐射(ASE)的处理对放大器性能的影响。研究表明,在C+L波段多波长信号同时输入情形下,通过在铋基掺铒光纤中插入一个光隔离器抑制后向传输的ASE,可以提高放大器各波长信号增益,降低噪声系数。利用一个光环形器引导后向传输的ASE去泵浦一段未抽运的低掺杂铋基掺铒光纤,可以显著地提高放大器长波段信号增益,而噪声系数只是略有增加,理论研究与报道的实验结果达到了比较好的一致。研究结果对于新型宽带Bi-EDFA的设计和应用具有一定实际指导意义。     

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.     

掺铒光纤放大器的频率响应和瞬态增益

根据掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）的速率方程和传播方程,忽略自发辐射噪声,推导出了小信号调制时频率响应函数的解析表达工以及大信号调制时描述瞬态增益的方程。数值计算表明,当输入信号的调制频率大于５ｋＨｚ时,放大器的瞬态增益变化很小,频率响应很弱。通过计算机仿真,描述了关闭一个信道时的放大器的增益变化过程。     

掺铒光纤放大器的增益特性

采用980nm无铝InGaAs/InGAsP/InGaP高功率量子阱激光器泵浦掺铒光纤放大器。在泵浦功率为20mW时,增益为33dB,最大增益系数6．7dB/mW,饱和输出功率为6dBm,并给出掺铒光纤长度和泵浦功率与增益特性的关系。以及输出功率与增益特性的关系。     

掺铒光纤放大器的理论模拟与全局分析

基于Giles模型并考虑了ASE噪音,对各种泵浦方式下的掺铒光纤放大器(EDFA)进行了数值模拟.提出了一种新的分析方法(增益噪音指数全局分析法),直观有效地分析了EDFA的增益和噪音指数与掺铒光纤长度和泵浦功率的依赖关系,并对各种EDFA的性能作了全面的比较.     

基于长周期光纤光栅滤波器的掺铒光纤放大器理论和实验研究

从理论和实验上研究了带有高频二氧化碳激光写入的低成本长周期光纤光栅（LPFG）掺铒光纤放大器（EDFA）.结果表明,单波长和多波长EDFA的性能都可以通过在掺铒光纤（EDF）中插入长周期光纤光栅用作自发辐射噪声（ASE）滤波器或增益平坦器来提高性能.优化设计了带LPFG噪声滤波器的线放EDFA,与没有LPFG噪声滤波器相比,线放的噪声和小信号增益分别被减小和提高了约0.5 dB和7 dB。通过在多波长EDFA的EDF中插入一个LPFG增益平坦滤波器的方法,获得了1.5 dB的增益平坦度,与没有LPFG平坦器相比,EDFA的噪声被减小了0.1 dB,增益被提高了1 dB.     

石英基L波段扩展掺铒光纤及其放大性能

掺铒光纤放大器的增益带宽是限制光纤通信系统传输容量提升的重要因素.受铒离子激发态吸收所限,常规L波段掺铒光纤难以实现更长波段的带宽扩展.本文基于改进的化学气相沉积工艺成功制备了P/Al共掺石英基L波段扩展掺铒光纤,研究了共掺离子对于铒离子4I13/2能级到4I9/2能级激发态吸收的影响.通过分别搭建单级前向泵浦和多级的放大结构,测试了其宽带放大性能.基于前向980 nm泵浦的单级结构,当输入信号功率为–9 dBm,泵浦功率为530 mW时,该光纤在1625.3 nm处增益达10.5 dB,最大噪声指数为5.9 dB.多级放大结构下,该光纤在1625.3 nm处增益可达23.4 dB.实验结果表明P/Al共掺石英基掺铒光纤可以有效抑制铒离子的激发态吸收,为进一步扩展L波段增益带宽提供了强有力的可行方案.     

L-band all-optical gain-clamped EDFA by utilizing C-band backward ASE

By using an optical circulator and C/L-band wavelength division multiplexer to recycle the C-band backward ASE, an L-band gain-clamped erbium-doped fiber amplifier is presented. We have experimentally studied the static gain clamping property of this amplifier. As the ASE feedback attenuation is set to 0, the gain at 1585 nm can be clamped at 18.84 ± 0.26 dB within dynamic range of 25 dB and the critical power reaches about −15.09 dBm. The gain variation and saturated output power at 1585 nm for 0 dB attenuation are 1 dB lower and 2.17 dB higher than those for 30 dB attenuation, which indicates that the L-band EDFA gain can be effectively clamped via the ASE injection technique.     

拉曼放大器中放大的自发拉曼散射与拉曼开-关增益关系的研究

研究了拉曼放大器中放大的自发拉曼散射对拉曼开－关增益的影响，并提出了一种利用自发拉曼散射谱来调整拉曼放大器位曼开－关增益平坦的方法，实验采用4个波长为14xx nm的激光二极管作为抽运源，75km的G．652光纤作为传输介质，获得了C波段附近的光放大，同时对此给出了合理的理论解释。     

Alq/DCM薄膜中的放大自发发射

自从在以 8-羟基喹啉铝 (Alq)掺杂小分子激光染料 DCM为激活介质的波导结构中 [1] ,光泵浦下观察到激光现象以来 ,这种以高效发光有机半导体材料代替以往的溶胶、凝胶或透明聚合物材料来稀释激光染料的方法 ,引起了人们广泛的关注和巨大的兴趣。因为 Alq的发射谱和 DCM的激发谱有很大的重叠 ,所以经光泵浦后的 Alq∶ DCM薄膜中处于激发态的 Alq分子很容易与附近的 DCM分子形成能量迁移[1] ,从而其发射谱表现为 DCM的荧光谱 ,而不是 Alq和 DCM的荧光谱的简单叠加。由于材料的发射谱相对于激发谱红移很大 ,所以很大程度上降低了材料…     

双波长全光自动增益箝制掺铒光纤放大器的实验研究

提出了结构简单的光纤布喇格光栅（FBG）双波长全光自动增益箝制方案,并进行了相关实验.结果表明,在三种不同的箝制波长组合1535.64nm+1562.68nm、1530.48nm+1562.68nm、1530.48 nm+1551.36 nm条件下,1540 nm信号的输出增益大小和输入信号功率动态范围几乎一致.对应此三种箝制波长组合,环路内的损耗分别为：14.7 dB、15 dB、15 dB.由此证明,在相同泵浦条件和环路损耗条件下,此三种不同箝制波长组合具有近似相同的箝制效果.而1551.36 nm+1562.68 nm箝制波长组合得到的结果相差甚远.此结果说明,在设计双波长全光自动增益箝制掺铒光纤放大器（OAGC-EDFA）时,为了取得足够大的信号增益,两箝制波长的波长间隔应尽量较大.     

高增益掺铒光纤的设计和制备研究

掺铒光纤放大器在光通信中有着广泛的应用。根据掺铒光纤的性能要求设计了合理的折射率剖面图,制备了高增益的掺铒光纤,在1530nm的吸收达到22dBm,在980nm泵浦光的吸收达到12dBm。其平坦增益带宽范围为1490—1560nm。     

有机材料EnBOD的放大自发发射性能研究

在紫外脉冲激光泵浦条件下,研究了有机材料EnBOD的放大自发发射(ASE)性能.EnBOD的甲苯稀溶液样品具有较窄的吸收和荧光光谱,主峰分别位于508 nm和527 nm.其ASE效率随着溶液浓度而变化,浓度为0.008 mol·L-的EnBOD样品具有最高的ASE效率,达到22.6％.其ASE主峰位于542 nm,阈值约为29.5 kW·cm-2.阈值后的ASE半宽约为12.4 nm.经紫外脉冲激光20万次泵浦后,ASE的光强衰减为初始强度的61.2％.结果表明EnBOD是一种ASE阈值较低、光稳定性良好的激光材料.     

MEH-PPV薄膜的放大自发发射特性

研究了MEH-PPV薄膜的放大自发发射特性。当激发强度增加时,从样品边缘发射的光谱发生增益窄化现象并具有明显的阈值特性。我们发现随着薄膜厚度的增加,MEH-PPV薄膜的阈值有所降低,而其增益系数则随之增加。在150nm厚时测得最大净增益系数为25.03cm^-1,最低阈值为2.2μJ/pulse。结果表明MEH-PPV是一种优良的激光和光放大材料。     

High gain L-band erbium-doped fiber amplifier with two-stage double-pass configuration

An experiment on gain enhancement in the long wavelength band erbium-doped fiber amplifier (L-band EDFA) is demonstrated using dual forward pumping scheme in double-pass system. Compared to a single-stage single-pass scheme, the small signal gain for 1580 nm signal can be improved by 13.5 dB. However, a noise figure penalty of 2.9 dB was obtained due to the backward C-band ASE from second stage and the already amplified signal from the first pass that extracting energy from the forward C-band ASE. The maximum gain improvement of 13.7 dB was obtained at a signal wavelength of 1588 nm while signal and total pump powers were fixed at -30 dBm and 92 mW, respectively.     

一种结构新颖的L波段掺铒光纤激光器

提出了一种结构新颖的L波段环形腔掺铒光纤激光器。用掺铒光纤作为增益介,采用980nm激光器作为前向抽运源,利用起偏器和偏振控制器获得L波段激光,利用光环形器将后向的放大自发辐射再引入铒光纤的前端,重复利用。当抽运功率为103mW时得到了阈值功率约为23．87mW,输出功率达6．34mW的激光输出,斜率效率约为8．05％,与没有重复利用后向放大自发辐射谱的掺铒光纤激光器做比较,该结构对L波段掺铒光纤激光器的性能有明显的提升作用。对于长度不合适的铒纤,在没有重复利用后向放大自发辐射谱时没有获得激光输出;而在利用后向放大自发辐射后,在阈值功率约为88mW时得到了激光输出,从而很好地证明了上述结论。     

L-band EDFA 性能与增益光纤长度关系的分析

分析和模拟L_band EDFA的增益特性对其优化设计和实验有着重要的意义。基于Giles模型,数值模拟了L_band EDFA中的信号光、泵浦光和放大自发辐射(ASE)在一定泵浦功率下与铒光纤长度的关系;分析了L_band EDFA本征增益平坦的产生机理;数值模拟了小信号增益平坦特性。结果表明,在一定的泵浦功率下,如果在所选择的L_bandEDFA中铒光纤长度合适,则不需要任何平坦化处理就可以得到比较平坦的增益谱线。