掺铒聚合物光波导放大器的数值分析

针对掺铒聚合物光波导放大器(EDWA),提出了一种基于Douglas离散格式改进的有限差光束传播法(FD-BPM)的数值计算方法。对每一传输步长结合多能级速率方程计算出EDWA中光场传输强度分布,及掺铒光波导放大器的增益传输特性。设计并研究了掺铒聚合物通道波导和Y形分束器的放大增益特性。在掺铒聚合物直波导中,Er3 浓度为9.0×1025ions·m-3,输入信号和泵浦光功率分别为1μW和2mW,其增益为1.6dB/cm;在掺铒聚合物Y形分束器中,输出信号光分束比相等,并能实现无损耗分束。     

掺铒光波导放大器的速率方程分析

用重合积分的方法 ,分析了描述掺铒光波导放大器 (EDWA)的速率方程 ,得到了 980nm波段抽运的掺铒光波导放大器增益的隐式解析解 ,在此基础上得到了抽运阈值功率的解析表达式。计算了掺铒平面光波导放大器中的光场与铒掺杂浓度分布的重叠因子。讨论了铒掺杂浓度对抽运阈值功率的影响及抽运功率对增益的影响。     

掺铒光波导入大器的速率方程分析

用重合积分的方法，分析了描述掺铒光波导放大器（EDWA）的速率方程，得到了980nm波段抽运的掺铒光波导放大器增益的隐式解析解，在此基础上得到了抽运阈值功率的解析表达式。计算了掺铒平面光波导放大器中的光场与铒掺杂浓度分布的重叠因子。讨论了铒掺杂浓度对抽运阈值功率的影响及轴运功率对增益的影响。     

镱铒共掺Al2O3光波导放大器的净增益特性

将中频磁控溅射方法沉积制备的镱铒共掺Al2O3薄膜刻蚀成矩形截面、直线通道的光波导放大器.测量了净增益与抽运功率的关系,结果表明：净增益随抽运功率近似线性增加,阈值抽运功率为18 mW;抽运功率为68 mW时,长2.24 cm 的光波导放大器净增益为8.44 dB.数值模拟结果显示,相同抽运功率下的净增益为10.6 dB.     

掺铒玻璃波导放大器中抽运光信号光重叠因子分析

通过分析掺铒(Er3 )玻璃波导放大器(EDWA)的放大增益机理,提出抽运光与信号光光模场分布之间的归一化重叠积分因子(Γ),并引入到掺铒波导放大器增益模拟计算中,使理论模型更切合实际。以Ag -Na 二次离子交换工艺制作的具有埋入型渐变折射率分布的掺铒波导放大器为例,采用数值方法模拟了条形波导截面上的二维折射率分布及抽运光、信号光的光模场分布。计算了不同工艺参量设置下的Γ大小,讨论Γ对放大器增益的影响。结果显示,在二次离子交换制作过程中设置适当工艺参量优化折射率分布,能有效改善波导中抽运光与信号光光模场分布之间的重叠因子,提高掺铒波导放大器的增益。计算结果显示,在一定条件下,Γ从0.5增至0.8,每厘米长度掺铒波导放大器的放大增益可提高近1.5 dB。     

阶跃掺杂Er∶Al2O3光波导放大器增益特性数值模拟

构建了纵向阶跃非均匀掺杂的掺铒Al2O3光波导放大器理论模型,利用有限元法、速率方程和传输方程,数值模拟了放大器的净增益特性.计算结果表明：阶跃掺杂掺铒Al2O3光波导放大器提高了抽运效率,净增益和信号光输出功率比优化后的均匀掺杂光波导放大器分别提高了9.2%和90.5%,长度却缩短了16.9%.     

阶跃掺杂Er∶Al_2O_3光波导放大器增益特性数值模拟

构建了纵向阶跃非均匀掺杂的掺铒Al2O3光波导放大器理论模型,利用有限元法、速率方程和传输方程,数值模拟了放大器的净增益特性·计算结果表明阶跃掺杂掺铒Al2O3光波导放大器提高了抽运效率,净增益和信号光输出功率比优化后的均匀掺杂光波导放大器分别提高了9.2%和90.5%,长度却缩短了16.9%.     

抽运光与信号光的光强重叠因子和掺铒玻璃波导放大器的增益特性

在掺铒玻璃波导放大器（EDWA）的三能级速率-传输方程中,考虑两次离子交换工艺中波导掩模窗口宽度w不同所导致的抽运光、信号光模场与光强分布的不同,讨论不同w对EDWA增益特性的影响,得到光强分布的数值解.引入描述波导中抽运光和信号光的归一化光强重叠因子,对EDWA的传统近似解提出修正,得到了修正解,使其更加接近光强分布的数值解.模拟结果表明,在条波导长度为4 cm、抽运光波长为980 nm、功率为80 mW、信号光波长为1534 nm、功率为-10 dBm条件下,不同w所导致EDWA的增益差别可达297 dB.修正解的结果比传统近似解更加接近光强分布的数值解.修正解对于EDWA的理论研究、器件设计具有指导作用.关键词：集成光学掺铒玻璃波导放大器重叠积分因子增益     

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。     

阶跃掺杂Er∶Al2O3光波导放大器增益特性数值模拟

构建了纵向阶跃非均匀掺杂的掺铒Al2O3光波导放大器理论模型,利用有限元法、速率方程和传输方程,数值模拟了放大器的净增益特性.计算结果表明:阶跃掺杂掺铒Al2O3光波导放大器提高了抽运效率,净增益和信号光输出功率比优化后的均匀掺杂光波导放大器分别提高了9.2%和90.5%,长度却缩短了16.9%.     

一种增益可调掺铒光纤放大器的研究

在所设计的增益可调掺铒光纤放大器中,采用可编程控制器PC机控制可变直流电压源引发压电陶瓷的电致伸缩效应,导致光纤布拉格光栅的Bragg波长发生漂移,实现被调制参数的变化.分析了双光纤光栅受到压电陶瓷电致伸缩效应时的反射谱变化规律和增益可调掺铒光纤放大器的放大特性.由该放大器的增益与输入信号功率的关系得出小的波长间隔,增益较小,但控制范围较大;大的波长间隔,增益较大,但控制范围较小的结论.在输入宽带光源时,得到两光纤布拉格光栅在不同中心波长之差时的掺铒光纤放大器的增益特性.     

120 nm Bandwidth Erbium-doped Fiber Amplifier

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ａｎｏｎｇｏｉｎｇｃｈａｌｌｅｎｇｅｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｓｔｏｍａｘｉｍｉｓｅｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆａｓｉｎｇｌｅｆｉｂｅｒ.ＴｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｃｈａｎｎｅｌｓｔｈｒｏｕｇｈＤｅｎｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ(ＤＷＤＭ )ｓｙｓｔｅｍｓｈａｓｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｉｓｃａｐａｃｉｔｙ ,ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｓｔｅａｄｙ…     

掺铒光纤放大器在光通信中的应用

介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，基本结构及其在光通信中的应用。     

LaF3∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料制备光波导放大器及特性研究

采用LaF₃∶Er,Yb纳米颗粒掺杂有机/无机杂化材料作为有源材料,制备了掩埋条形结构光波导放大器,研究了放大器在室温下的增益特性和波导中的频率上转换现象. 当抽运功率60 mW时,波导中明显可见绿色上转换发光,观测到Er³⁺从²H_9/2,²H_11/2,⁴S_3/2,⁴F_9/2到基态⁴I_15/2跃迁分别对应的4个波长分别为405?nm, 520?nm, 544?nm和650?nm的发射峰,分析了其产生机理. 当输入信号光06?mW,抽运功率160 mW时,在1535?nm波长处获得15 dB/cm的相对增益. 关键词：光波导放大器增益上转换     

Langevin Treatment of Atomic Coherence Effect on Hybrid Erbium doped Fiber Amplification

１　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｏｐｔｉｃａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅｏｒｑｕａｎｔｕｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｈａｓａｄｖａｎｃｅｄｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔｓｏｆｌａｓｅｒｗｉｔｈｏｕｔｉｎｖｅｒｓｉｏｎ［１,４］,ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ［２］,ｅｎｈａｎｃｅｄｉｎｄｅｘｏｆｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ［３］,ａｎｄｏｔｈｅｒｓ［５,６］．Ａｔｏｍｉｃｃｏｈｅｒｅｎｃｅａｎｄｌａｓｉｎｇｗｉｔｈｏｕｔ…     

掺铒光纤放大器在多路模拟光纤传输系统中应用

对应用掺铒光纤放大器的副载波频分复用模拟电视光纤传输系统的噪声和失真进行了实验研究，利用掺铒光纤放大器作为系统的功率提升和中继放大器，分别成功地进行了１８５ｋｍ和２１５ｋｍ的系统传输试验     

Langevin Treatment of Atomic Coherence Effect on Hybrid Erbium-doped Fiber Amplification

The effects of atomic coherence on hybrid erbium-doped fiber amplifier (HEDFA) pumped simultaneously by two diode lasers with different frequencies are studied by using Langevin quantum theory. The expressions of coherence and incoherence gain are derived. The theoretical results show that HEDFA has a near flat bandwidth response from 1531 to 1568 nm and large coherence gain under the conditions of low temperature and small detuning.     

Design of Broadband L-band Erbium Doped Fiber Amplifier

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ(ＷＤＭ )ｍｅｔｈｏｄｇｉｖｅｓａｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｄｅｍａｎｄｏｎｔｈｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ .ＯｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＷＤＭｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｓｔｏｂｒｏａｄｅｎｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ (ＥＤＦＡ)ａｎｄｔｏｇｅｔｔｈｅｗｉｄｅｂａｎｄａｎｄｆｌａｔ ｇａｉｎＥＤＦＡ .…