二阶拉曼光纤放大器增益特性研究

为实现较大放大带宽,同时提高输出增益并保持较小的增益平坦度,设计了一种二阶拉曼光纤放大器,采用一个二阶泵浦和四个一阶泵浦对100路信号光进行分布式拉曼放大.首先对二阶拉曼耦合波方程进行数值求解,为进一步提高输出性能,利用粒子群优化算法对二阶拉曼光纤放大器的性能参数进行了优化,然后在相同泵浦参数配置下,对一阶拉曼光纤放大器和二阶拉曼光纤放大器进行对比,最后对二阶拉曼放大器输出增益的影响因素进行分析.通过Matlab仿真,在1 510～1 610 nm的增益带宽范围内所设计的二阶拉曼光纤放大器的平均输出增益为23.768 0 dB,最高输出增益为24.124 4 dB,同时增益平坦度为0.911 2 dB.     

行波管中声参量放大效应的研究

本文应用Fenlon理论研究了当频率为f_1的弱声信号与频率为f_2=2f_1的泵浦声信号,在非线性相互作用时出现的弱声信号被放大的简并参量放大过程。结果表明,这种放大效应与信号的初位相差(φ_2-2φ_1)有明显依赖关系,例如当φ_1=π/2,φ_2=0或φ_1=0,φ_2=π时可得弱声信号的最大增益,φ_1,φ_2为弱声和泵浦声的初位相。实验验证是在直径为5cm、长为13m的行波管中进行。实验中研究了不同距离处弱声信号的放大量与初位相差的关系,发现当φ_1=π/2或φ_2=π时的最大增益为1.8—2dB;实验中还研究了在最大和最小增益的初位相差时弱声信号放大量与距离的关系,所得实验结果与理论吻合较好。     

Cr~(4+)在MgCaBa-铝酸盐玻璃中的发射及光学增益

研究了四价铬离子掺杂的MgCaBa 铝酸盐玻璃在近红外区的发射光谱 ,既有源于1E—3 A2 跃迁 ,位于1 1 8μm处的窄带 ,又有源于3 T2 —3 A2 范围在 1 1～ 1 4 μm内的宽带 ,利用ASE(AmplifiedSpontaneousEmis sion)方法研究了其增益特性 ,测量了在 63 2 8nm激发下不同激发长度下的发射光谱 ,得到其光学增益系数在1 1 8μm和 1 2 4 μm处分别为BE=( 0 7± 0 0 4 )mm-1和BT=( 0 0 5± 0 0 0 5)mm-1,并根据这种材料的光谱性质 ,对其作为近红外可调谐激光介质的可能作出评估。     

堆积脉冲光参量啁啾脉冲放大器

以自启动被动锁模掺镱光纤堆积脉冲激光器为种子源,采用非共线相位匹配的方法,进行了光参量啁啾脉冲放大器的实验研究,得到了两级放大总增益为1.1×107,单脉冲能量为11mJ,能量稳定性小于2%rms,8nm的放大谱宽.实验结果表明,采用这种结构的光参量啁啾脉冲放大器,放大增益高,系统稳定、结构紧凑、便于调节,同时通过调节种子源中的堆积器,可以得到不同宽度的放大信号脉冲.     

Nd,Gd:SrF2晶体材料在宽带放大中的光谱增益特性

光谱的增益窄化是影响超短脉冲宽带放大的关键因素之一.本文利用Nd, Gd:SrF₂晶体发射光谱的特点,开展了宽带放大中的光谱增益特性理论和实验的研究.通过数值模拟,详细研究了激光增益介质在不同的光谱增益线型及不同增益倍数下,输出光谱的演化规律. Nd, Gd:SrF₂晶体光谱增益窄化特性研究实验结果表明,输入光谱半高宽为5 nm时,在140倍的增益条件下, Nd, Gd:SrF₂晶体的输出光谱宽度未见明显窄化,实验结果与理论计算分析相符合.研究结果为氟化物晶体在宽带啁啾脉冲放大的应用奠定了基础.     

激光二极管列阵抽运的单纵模激光脉冲再生放大器

详细研究了单纵模激光脉冲从注入到再生放大过程中脉冲的建立过程 ,采用折迭驻波腔结构的再生放大器 ,实现了激光二极管列阵抽运的高稳定单纵模激光脉冲的再生放大 ,获得了总增益为 1 2× 10 7的高增益放大。取出单脉冲能量为 1 2mJ ,单程净增益为 1 5。     

离轴高功率双程放大系统中小信号增益系数与泵浦能密度关系研究

 描述了在多程放大装置上首先实现了高功率、大口径、方光束的双程离轴放大。对由8片N31玻璃片组成的放大器的增益特性做了测试。在充电电压为22kV、泵浦能密度为10.24J/cm³时,小信号增益系数为4.08%cm^-1。     

堆积脉冲光参量啁啾脉冲放大器

以自启动被动锁模掺镱光纤堆积脉冲激光器为种子源,采用非共线相位匹配的方法,进行了光参量啁啾脉冲放大器的实验研究,得到了两级放大总增益为1.1×107,单脉冲能量为11 mJ,能量稳定性小于2％ rms,8 nm的放大谱宽.实验结果表明,采用这种结构的光参量啁啾脉冲放大器,放大增益高,系统稳定、结构紧凑、便于调节,同时通过调节种子源中的堆积器,可以得到不同宽度的放大信号脉冲.     

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.     

掺铒光纤环镜中超短光孤子的放大与压缩Ⅰ.基本原理

用常规掺铒光纤放大器放大超短光孤子存在一个重大困难 ,就是在放大过程中光纤非线性效应会引起孤子波形及频谱畸变 ,使得输出脉冲不再具有孤子特性 ,从而影响系统性能。提出一种利用掺铒光纤环镜放大超短光孤子的新方法 ,数值计算表明 ,该方法不仅可实现无畸变的光孤子放大 ,而且能同时实现孤子宽度的有效压缩。当宽度为 2 ps的基阶孤子经过长度为 92 .6m、增益为 14 .4dB的环镜后 ,其峰值功率被放大 16 5倍 ,脉冲宽度被压缩到 0 .19ps ,时间带宽积为 0 .30 3,脉座能量仅占整个脉冲能量的 3.8% ,表明由环镜输出的放大脉冲很大程度上具有基阶孤子特性。     

多段式钕玻璃板条激光放大器小信号增益系数和储能效率的实验研究

 用阈值法和行波放大法对我们自行设计、加工的新型多段式钕玻璃板条激光放大器的小信号增益系数和储能效率作了测量，结果表明，放大器储能效率可达3.84%，比常规放大器更高；此外，还具有向高功率、高光束质量发展的潜在优点。     

The influence of OH groups on laser performance in phosphate glasses

Because of the influence of OH groups in phosphate glasses on the radiation of rare-earth ions, the laser performance is degraded. The laser efficiency and the small signal gain experiment of several phosphate glass samples have been done, the concentration of OH groups in glasses was calculated from the measured absorption coefficient at 3.47 μm. It is shown that the concentration of OH groups in phosphate glasses can seriously influence the laser output characteristics, and the OH groups have worse influence on the laser amplifier than laser oscillator.     

Resonance amplifier model describing diode lasers coupled to short external resonators

A model of a regenerative resonance amplifier has been used to describe Fabry-Perot GaAs diode lasers coupled to short external resonators. The optical gain and the equivalent input of the resonance amplifier are controlled by means of appropriate rate equations. Homogeneous line-broadening and proportionality between gain and electron density have been assumed in this approach. The model was applied to a diode laser coupled to an external plane mirror placed at a variable distance from one diode mirror. A numerical evaluation of the coupling coefficient between laser and external cavity enables to predict the measured power output and mode selective properties of the coupled system. A similar analysis was done for diode lasers coupled to external hemispherical resonators. The model calculation confirms the previously demonstrated mode selective properties of the hemispherical configuration which permitted stable single mode operation.     

新型阵列式片状放大器全口径增益实验研究

 利用行波法对一台闪光灯泵浦、通光口径为29cm×29cm的新型高功率固体激光阵列式片状放大器的全口径平均增益进行了实验测试，在充电电压为23kV、泵浦能密度为10J/cm³的条件下，新型4×2×3阵列式片状放大器端部模块全口径平均增益为4.925%cm^-1，内部模块全口径平均增益为5.519%cm^-1。     

Performance characteristics of a TEM00 mode TEA CO2 oscillator-amplifier system

The performances of a TEA CO₂ oscillator-amplifier system consisting of a helical laser and a one-meter Lamberton-Pearson-type double-discharge laser are reported. Time and spatial profiles for the input and output of the amplifier have been studied. A small-signal gain coefficient of 0.031 cm^-1 and a saturation energy of 0.35 J/cm² are measured for a pulse of 100 nsec duration with a low-power tail of 1 μsec.     

F-P半导体激光放大器弱信号机制下的增益特性研究

利用直接耦合的激光器放大器对,观察了弱信号机制下Fabry-Perot的半导体激光放大器的光放大.测量了放大器增益随放大器注入电流的变化关系,并将实验结果同理论模型相比较,发现理论和实验是一致的.把F-P放大器看作是一个光电探测器,通过测量放大器的短路光电流,得到了激光器同放大器之间的耦合效率.     

高功率激光片状放大器中自发辐射放大研究

 采用理论模拟和实验研究相结合的方法，研究了高功率激光片状放大器中的自发辐射放大(ASE)效应。建立了一套较完整的包含空间和时间的3维ASE模型，分析了不同电压、不同储能分布和不同泵浦时刻、不同增益长度积条件下ASE效应对放大器储能效率和小信号增益系数的影响。对4×2×3组合式放大器的计算结果表明：随着泵浦电压升高，ASE效应明显加强；23kV泵浦电压下，ASE效应造成的平均储能下降210%，小信号增益系数损耗为16.62%，增益不均匀性为7.44%；增益长度积可以作为判断ASE效应的依据，其值越大，ASE效应越强。     

高功率脉冲染料激光放大器物理设计

从理论研究出发,用激光增益理论得到了在平衡状态下忽略染料分子激发态吸收时,高功率脉冲梁料激光放大器物理设计的简单方法,同时以铜蒸气激光器双侧抽运的平均输出功率52.5W的脉冲染料激光放大器为例,对其物理尺寸进行了模拟设计。     

基于硅波导的喇曼光放大器

在硅波导上添加反向偏压的PIN结构,当波导产生受激喇曼散射时,可以将波导中双光子吸收(TPA)产生的光生自由载流子扫出波导,降低了波导的非线性损失,极大地提高了硅波导中泵浦光对信号光的喇曼增益。为了应用已经非常成熟的硅工艺,并且应用硅波导使器件小型化,根据法布里-帕罗(F-P)腔和行波放大器理论,在硅波导两端的解理面蒸镀增透膜,应用这种波导的喇曼效应设计了一种光放大器,即基于硅波导的喇曼光放大器。建立了计算放大器增益的方程,给出了不同波导长度和输入功率情况下的放大器增益,得出适当增加波导长度和泵浦光功率可以得到较高喇曼增益的结论。基于硅的光放大器有较高的饱和功率且没有泵浦源的限制,通过调整泵浦激光的波长可以放大不同波长的信号光。