硅基喇曼激光器研究进展(本期优秀论文)

硅基激光器的研制对于新兴的硅基光子学的发展具有重要意义,介绍了硅基材料中喇曼散射的原理、特点,并总结了硅基喇曼激光器的发展历程和最新进展,展示了硅基喇曼激光器发展的良好前景.     

增益平坦光纤喇曼放大器的实现

介绍了一种独特的方法来实现具有最优增益平坦度和增益带宽的增益平坦喇曼光纤放大器.通过使用反向放大器设计,实现了不使用任何增益均衡器在12 THz带宽上的相对平坦度低于1%,这种放大器的结构比现有的宽带光纤放大器在增益平坦上有一定的进步.     

混合光纤喇曼放大器

混合光纤喇曼放大器是发挥各种放大器优势性能、提高放大质量的一种新的放大器发展方向。本文详细介绍了目前提出的各种混合光纤喇曼放大器,并对其各自的特点进行了比较全面的阐述和比较。     

级联喇曼光纤放大器

介绍了级联喇曼放大器的理论,并报道了最新的实验结果,分析了各种因素对放大器性能的影响,对未来的前景做了展望。     

喇曼放大器模拟软件设计

摘要喇曼光纤放大器具有低噪声、宽带宽等新一代光放大器的重要特点。介绍喇曼放大系统软件的数学模型、器件模块设计和运行流程,喇曼增益仿真结果与实验数据均方误差小于10%,可以很好地应用于喇曼光纤放大器的设计。     

光纤喇曼放大器原理的数值模拟分析

为分析光纤喇曼放大器的原理,基于已有的耦合微分方程,采用数值解法,对不同抽运光强下不同长度光纤所产生的受激喇曼散射现象进行数值模拟,并对模拟结果作了详尽分析。发现:发生受激喇曼散射现象时,抽运光强和光纤长度发生兑换;能量红移现象普遍存在,包括同阶Stokes光谱内部和不同阶的Stokes光谱之间。抽运光强越大,能量红移现象越明显。此结论比文献中的实验结果更全面,对相关实验有指导作用,为光纤喇曼放大器和光纤喇曼激光器等器件的原理理解和优化设计提供了有益的参考。     

喇曼光纤放大器的优化设计与仿真

为了增加喇曼光纤放大器（RFA）的输出带宽,减小增益平坦度。利用Opti System软件仿真分析了不同参数设置下的增益特性与泵浦源的关系,对泵浦功率、泵浦波长、光纤长度和有效作用面积进行了优化设计与仿真。仿真结果表明：提出的优化方法可使RFA的增益在设定范围内获得最大值,并且通过改变相关参数得到较好的增益平坦度。     

光纤喇曼放大器的阈值探析

为了研究光纤喇曼放大器的阈值特性,首先由受激喇曼散射的耦合微分方程出发,采用数值模拟的方法,描述了光纤喇曼放大器中阈值的产生过程,给出阈值前后的仿真结果,强调阈值的重要性.然后在已有研究的基础上,考虑与实际情况相吻合,采用理论推导的方法,得到同向抽运和反向抽运光纤喇曼放大器的阈值公式.并且采用5种典型光纤的相应参数,对影响阈值的各参量进行了详细分析,抽运方式不同,阈值不同;同一种抽运方式中,各参量对阈值的影响也不同.结果表明,可以根据各个参量对阈值的不同影响来优化参量以降低阈值,对于如何提高光纤喇曼放大器的抽运效率以及光纤喇曼放大器的实验工作有一定的参考价值.     

光纤喇曼放大器及其研究进展

介绍了光纤喇曼放大器(FRA)的工作原理、结构和特性,指出FRA的重点研究方向为新型光纤、大功率泵浦激光器、多泵浦喇曼放大器、混合喇曼放大器、增益均衡技术等,这些技术的发展和应用为提高FRA的性能奠定了基础,也必将使光纤喇曼放大器成为下一代光放大器的主流.     

光纤拉曼放大器的应用与发展近况

文章阐述了光纤拉曼放大器(FRA)在延长系统传输距离，提高单信道比特率，减少信道间距，扩展传输频谱，S波段放大及提供高增益方面的巨大作用，同时介绍了FRA的最新成果．     

光纤拉曼放大器噪声特性的研究

研究了拉曼放大器中的几种主要噪声,分析了噪声的来源及特点,给出了描述噪声的方程,并对其进行了数值计算,提出了改进噪声性能的方案。     

晶体拉曼放大器的理论解析

晶体拉曼放大器是获得高光束质量、高光谱纯度、高功率拉曼激光的重要途径。通过引入四个归一化综合参量,推导出了外腔拉曼放大器的归一化输运方程组。通过数值求解该输运方程组得到了描述拉曼放大器运转的一组普适理论曲线;分析了复合归一化变量对拉曼放大器性能的影响;研究了晶体拉曼放大器放大率、放大后拉曼脉冲形状、光-光转换效率等参量在泵浦脉冲功率密度、泵浦脉冲与被放大脉冲相对宽度、泵浦脉冲与被放大脉冲时间重叠性等条件的变化规律。用实验数据对归一化理论进行了验证,结果表明,理论结果与实验数据相吻合,证明了文中理论计算的正确性和可行性。     

S波段掺铥光纤放大器的研究进展

掺铥光纤放大器是S波段最具潜力的放大器件,对光纤通信系统谱带向S波段拓展具有重要意义。文章介绍了铥离子的能级特点;比较了常用的掺铥光纤放大器基质的优缺点;详细介绍了各种常见泵浦方式的特点。     

前向泵浦拉曼光纤放大器的性能研究

实现了前向两波长泵浦及3波长泵浦拉曼光纤放大器(RFA).实验中所用的信号为符合ITU T建议的C波段20信道波分复用信号,波长为1537.377～1560.605nm,信号传输距离分别为100和75km.其中,3波长泵浦的增益波动<1.47dB,所获得的最低光信噪比(OSNR)为32.5dB,优于同样条件下后向泵浦所获得的OSNR.详细研究了前向泵浦的增益饱和特性,实验结果表明,饱和功率随增益的增加而降低,且增加的增益加剧了增益饱和现象;对所研究的两泵浦配置前向泵浦放大器,饱和功率～5dBm.     

光纤拉曼放大器的最大拉曼增益特性

为了分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益,基于耦合微分方程,采用理论推导的方法,根据不同抽运结构下信号光放大的不同实际情况定义并推导出同向抽运光纤拉曼放大器和反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益公式。然后,详细分析了各个参数对两种抽运方式下光纤拉曼放大器的最大拉曼增益的影响。对两种抽运方式下相同参数引起的最大拉曼增益进行了比较。结果表明,同样的参数对同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器最大拉曼增益的影响有相同的地方,也有不同的地方。最后,将最大拉曼增益和常用的开关增益进行了比较。对光纤拉曼放大器的实验、成本估计和器件效率等研究有重要参考意义。     

基于级联光纤的拉曼光纤放大器的研究

文章利用光子转换理论给出了两种光纤的任意信道间隔、N信道单向受激拉曼散射(SRS)的稳态分析结果,提出了一种新型的具有平坦增益的宽带拉曼光纤放大器(FRA).对64信道的波分复用(WDM)系统进行了仿真,为FRA增益平坦化提供了一种新的实现方法.     

Ultra-wide-band tellurite-based fiber Raman amplifier

We describe the first wide-band tellurite-based fiber Raman amplifier (T-FRA) for application to seamless ultra-large-capacity dense wavelength-division multiplexing (WDM) systems. First, we confirmed that the Raman scattering characteristics of the tellurite-based fiber has so large a gain coefficient and Stokes shift that we can achieve a wide-band tellurite-based fiber Raman amplifier with a shorter fiber length than when using silica-based fiber. Second, we investigated the small signal gain and the signal transmission characteristics for a high gain and high output power operation with a single-stage amplifier. Focusing on double Rayleigh scattering, we compared the high gain limit of tellurite- and silica-based fibers. We then studied the impact of nonlinear effects by measuring the bit error rate (BER) when using a two-stage amplifier with a high output power of 18.8 dBm in which we simultaneously amplified eight channel signals in the L-band located on the ITU 100-GHz grid. Finally, we designed a wide-band tellurite-based fiber Raman amplifier with a multiwavelength band pumping scheme. We constructed this amplifier with a tellurite-based fiber only 250 m in length pumped by four-wavelength-channel laser diodes, and it provided a 160-nm bandwidth with a gain of over 10 dB and a noise figure below 10 dB from 1490 to 1650 nm. We also measured the BER to confirm the transmission characteristics of the amplifier for single channel operation over the whole signal wavelength range of 160 nm. We thus confirmed that the amplifier could be employed in ultra-high-capacity WDM systems.