侧面抽运的掺Yb双包层光纤激光器

利用光纤角度磨抛侧面耦合新技术研究了侧面抽运的掺Yb双包层光纤激光器。实验上采取新的加工工艺获得了端面具有小锐角磨抛斜角的多模光纤,专门设计的高精密机械调整结构有效地将多模光纤的斜面和双包层光纤的侧面精确对准,通过不同的折射率匹配材料进行的研究,发现折射率匹配材料对于注入功率和抽运效率都有较大影响。实验中通过光纤角度侧面耦合器能够注入1．12W抽运光进入双包层光纤,侧面耦合效率最高可达80％。将该侧面耦合技术用于侧面抽运的掺Yb双包层光纤激光器,在单个尾纤输出的半导体激光器侧面抽运下得到光纤激光器的最大连续激光输出功率282mW,斜率效率为55．5％。实验结果表明,光纤角度磨抛耦合技术是掺Yb双包层光纤激光器的一种简单有效的侧面抽运方式。     

掺铒光纤放大器中抽运问题的理论分析

依据掺铒光纤放大器的速率方程和光传输方程,在不计放大自发辐射的情况下,得出了抽运功率和信号增益在放大器中沿光纤分布的隐函形式的解析表达式,并利用数值模拟对三种抽运方式下的放大器特性进行了分析。     

掺Yb光纤激光器抽运阈值研究

根据粒子数速率方程,石英中Yb^3 的能级和光谱特性及MucCumber关系式推导了描述掺Yb光纤激光器抽运阈值的表达式,对影响抽运 值的各因素进行了分析,并进行了相应的实验研究,理论值与实验结果符合。     

同带抽运高效率光纤放大器

以光纤光栅为谐振腔搭建了波长为1020 nm的光纤激光器,并通过两级级联放大获得了590 mW的最大输出功率. 利用获得的波长为1020 nm的激光进行了波长为1064 nm种子光同带抽运放大,实验研究了不同增益光纤长度时放大器的输出功率和转换效率. 当增益光纤长度为8.5 m时,放大器最大输出功率为385 mW,斜率效率为81%. 进行了波长为976 nm的半导体激光器直接抽运波长为1064 nm种子光的实验. 在增益光纤长度最优时,其斜率效率为56.4%. 实验结果表明,同带抽运方式比传统抽运方式具有更高的转换效率. 研究结果可为波长为1020 nm的激光高功率放大和波长为1064 nm的光纤激光高功率同带抽运放大提供一定的参考.关键词：同带抽运光纤放大器斜率效率     

全光纤瓦级纳秒脉冲掺Yb放大器

采用单模放大和包层抽运放大的级联方式,在主振荡功率放大系统中,将平均功率0.5 mW、脉宽20 ns以及重复频率为50 kHz的光脉冲安全放大到平均功率0.6 W、峰值功率600 W的脉冲输出.相应增益为30.8 dB.放大输出的脉冲信号信噪比为30 dB,脉冲形状基本没有发生畸变.在前置放大结构中抽运光通过级联熔融拉锥型波分复用器耦合,有效确保了抽运源(976 nm)的正常工作.     

高功率、低量子亏损同带抽运掺镱光纤放大器

开展了基于同带抽运的高功率、低量子亏损的掺镱光纤放大器实验研究. 搭建了一台输出功率为21 W的1018 nm短波 长掺镱光纤激光器, 并利用其对双包层掺镱光纤进行同带抽运, 获得18.6 W的1080 nm波段激光输出, 光-光转换效率高达90.86%.关键词：光纤放大器同带抽运双包层光纤转换效率     

全光纤瓦级纳秒脉冲掺Yb放大器

采用单模放大和包层抽运放大的级联方式,在主振荡功率放大系统中,将平均功率0.5 mW、脉宽20 ns以及重复频率为50 kHz的光脉冲安全放大到平均功率0.6 W、峰值功率600 W的脉冲输出.相应增益为30.8 dB.放大输出的脉冲信号信噪比为30 dB,脉冲形状基本没有发生畸变.在前置放大结构中抽运光通过级联熔融拉锥型波分复用器耦合,有效确保了抽运源(976 nm)的正常工作.     

双向抽运光纤拉曼放大器的优化设计算法

基于双向抽运拉曼放大器的功率耦合方程 ,采用遗传算法和级链的全局收敛的Broyden方法 ,提出一种优化设计不同形式双向抽运宽带光纤拉曼放大器的自动配置算法。该算法的特点是计算速度快、收敛性好、适应面广。通过对单光纤的分布式、具有不同增益要求的分立式以及不同周期的色散管理结构的分布式双向抽运拉曼放大器的设计表明 :在 10THz的增益带宽内 ,放大器的增益平坦度均优于± 0 .6dB ,表明了该算法的可行性。此方法为采用双向抽运技术的拉曼放大器及其相应的全拉曼光纤传输系统的设计提供了一个公共平台     

多波长双向抽运光纤拉曼放大器的优化设计

通过合理分析提出了便于计算多波长双向抽运光纤拉曼放大器信号及噪声功率的实用数值模型,给出求解信号和噪声功率的快速算法。在定义抽运方向度为前向抽运功率与总抽运功率值的比值后,通过对计算结果的分析发现信道平均放大自发辐射噪声功率随着抽运方向度的提高而单调递减;而信道平均双重瑞利散射噪声功率相对抽运方向度的变化曲线始终成U字形。不同的增益下存在对应的最优抽运方向度,在此抽运方向度下放大器总噪声最低。进而考虑在信号非线性失真的条件下提出了抽运方向度优化的衡量指标。优化后的多波长双向抽运方式不仅能保证对所有信道的平坦放大,而且其综合性能明显高于后向抽运方式。     

脉冲抽运掺镱脉冲光纤放大器理论研究

对主振荡功率放大器(MOPA)方式脉冲抽运双包层掺镱脉冲光纤放大器进行了理论研究,分析了放大中抽运脉冲、激光脉冲和拉曼斯托克斯光脉冲的相互作用过程.对增益光纤中上能级粒子数密度随抽运时间的变化进行了分析,求出了最佳抽运脉冲宽度.随着抽运功率的增加,放大过程中出现的受激拉曼效应(SRS)将抑制激光脉冲能量的增加,当采用最佳抽运功率时激光脉冲的能量可达到最大值.分析了光纤长度、纤芯直径对最佳抽运功率、激光脉冲和一级斯托克斯光脉冲的影响.结果表明,当最佳抽运功率时,采用纤芯较粗、长度较短的增益光纤,可以抑制受激拉曼效应,提高激光脉冲的能量与峰值功率.     

The Study of Full Light Speech Signal Collection System

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｏｐｔｉｃｆｉｂｅｒｃｏｕｐｌｅｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ.Ｂｅｓｉｄｅｓｔｈｅｉｒｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓ,ｔｈｅｃｏｕｐｌｅｒｓ′ｃｏｈｅｒｅｎｔｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｏｐｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ[1 ,2 ] ｉｓａｌｓｏｉｍｐｏｒｔａｎｔ,ｂｕｔｔｈａｔｗａｓ…     

(1+1)型长距离侧面泵浦光纤实现17.4 kW激光输出

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势,是实现高功率激光输出的有效途径。研制了（1+1）型长距离侧面泵浦激光光纤,采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出,斜率效率为82.1%,3 dB线宽为1.3 nm,拉曼抑制比为37.8 dB。研究结果展示了长距离侧面泵浦光纤作为数十千瓦光纤激光放大器增益介质的巨大应用潜力。

     

Theoretical Model of Bidirectional Signal Propagation in Distributed EDFAs

ＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＭｏｄｅｌｏｆＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＥＤＦＡｓ￥ＰＡＮＧＹｏｎｇ；ＪＩＡＮＧＰｅｉｘｕａｎ；ＸＵＤａｘｉｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＲａｄｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉ...     

Performance of Distributed Fiber Raman Amplifier Based on Hybrid Cladding Photonic Crystal Fiber

Abstract

This article presents a feasibility study for using a hybrid cladding photonic crystal fiber as a distributed fiber Raman amplifier based transmission link with negligible confinement losses and flattened dispersion characteristics. The simulation results clearly indicate that a bit error rate of 10^?9 can be maintained at the end of a (4 × 170)-km distributed fiber Raman amplifier link operating with 40 Gbps and 0.6 dBm transmit power if 20 dBm of pump power is used for each span.     

光纤端面反射对高功率光纤放大器特性的影响

 从光纤端面研抛工艺的技术特点出发,计算了端面倾角和反射率的关系,估算了斜面研抛后端面反射率的大小。在掺Yb³⁺双包层光纤放大器理论模型的基础上,数值模拟了常规研抛角度误差造成的端面反射率对放大器输出特性的影响。计算结果表明：端面反射导致系统内出现严重放大的自发辐射和自激现象,减小光纤两个端面的反射率是最有效的抑制方法,同时,增大入射信号激光功率也可以抑制自激,提高输出信号光功率和信噪比。     

37.2 dB small-signal gain from Er/Yb Co-doped fiber amplifier with 20 mW pump power

An efficient erbium–ytterbium-doped fiber amplifier (EYDFA) is demonstrated by forward and backward pumping a 3 m erbium/ytterbium co-doped fibers (EYDF) in single- and double-pass configurations using a 20 mW pump. At the input signal wavelength of 1536 nm, the forward- and backward-pumped double-pass amplifiers achieved a maximum low-signal gain of 37.2 and 28.6 dB and a corresponding noise figure of 5.4 and 10.8 dB, respectively. Whereas, the forward- and backward-pumped single-pass amplifiers (at the same wavelength) achieved a maximum low-signal gain of 20.0 and 22.2 dB and a corresponding noise figure of 4.6 and 10.3 dB, respectively. The double-pass design offers an economical solution to high-efficiency and high-gain optical amplifiers.     

Theory of noise in a kilo-Hz cascaded high-energy Yb-doped nanosecond pulsed fiber amplifier

A theoretical analysis of noise in a high-power cascaded fiber amplifier is presented. Unlike the noise theory in low power communication, the noise of a high power system is redefined as the leaked output energy between pulses with coherent beat noise uncounted. This definition is more appropriate for high power usage in which the pulse energy receives more attention than the pulse shape integrity. Then the low power pre-amplifying stages are considered as linear amplification and analyzed by linear theory. In the high-power amplification stages, the inversion is assumed to recover linearly in the time interval between pulses. The time shape of the output pulse is different from that of the input signal because of different gains at the front and back ends of the pulse. Then, a criterion is provided to distinguish the nonlinear and linear amplifications based on the signal-to-noise ratio （SNR） analysis. Then, an experiment that shows that the output SNR actually drops off in nonlinear amplification is performed. The change in the noise factor can be well evaluated by pulse shape distortion.     

1410 nm波段分布式光纤拉曼增益放大器的研究

讨论了分布式光纤拉曼增益放大器的工作原理,采用1320nm固体激光器作为抽运源,获得了1410nm波段附近的光放大,在单模GI光纤长度为23km时,初步研究了拉曼放大器增益与光纤作用长度的关系,抽运脉冲峰值功率分别为50W、30W时,光纤的有效作用长度分别为15．5km和10.5km;研究了在不同的光纤有效作用长度时,拉曼放大器增益与抽运功率的关系;从光纤拉曼光谱图估算了光纤拉曼放大器的光谱宽度为50nm或250cm^-1。     

掺铒光纤激光放大的研究

本文研究了描述掺铒光纤激光放大的速率方程解,分析了光纤中几种场分布和铒离子横向分布时的解析解,并进行了数值计算.得到了任意信号强度(包括大信号)时的增益以及影响信号增益的主要参数,利用532nm激光泵浦掺铒光纤,得到信号的最大增益为29.5dB.     

熔融侧面泵浦耦合器光纤夹角对耦合效率的影响

泵浦耦合器是高功率光纤激光器的关键无源光器件,其制作工艺是采用泵浦光纤和主光纤侧面熔融的方法,该方法可以保持主光纤中信号光的低插入损耗,但泵浦光纤和主光纤之间的夹角对耦合效率影响较大。为解决这一问题,根据熔融侧面泵浦耦合器的结构特点,建立了物理模型,推导出各光纤中光功率与夹角关系的方程组,进行了数值仿真和实验论证,结果是随着泵浦光纤和主光纤之间夹角的减小,耦合效率会逐渐增大,但存在临界值,NA值小的泵浦光纤耦合效率高且临界角大,NA为0.22的泵浦光纤,夹角小于9.7时耦合效率最大值为96.9%,NA为0.15的泵浦光纤,夹角小于11.5时耦合效率最大值为97.8%。