孤子掺杂光纤放大的半径典模型与分析

建立了孤子掺杂光纤放大的半经典模型，给出了分布放大透明传输的泵浦条件，详细讨论了激发态吸收的影响．文中结果为Ｅｒ￣３＋掺杂光纤孤子放大器的设计提供了重要理论依据．     

孤子掺杂光纤放大的半经典模型与分析

建立了孤子掺杂光纤放大的半经典模型，给出了分布放大透明传输的泵浦条件，详细讨论了激发态吸收的影响。文中结果为Ｅｒ＾３＋掺杂光纤孤子放大器的设计提供了重要理论依据。     

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.     

氟磷共掺杂二氧化硅光纤预制棒的表面晶化

对F、P共掺杂光纤预制棒退火后的表面晶化行为进行了研究．由改进的化学汽相沉淀法制备的氟和磷共掺杂二氧化硅光纤预制棒玻璃样品在6h的115℃控温加热处理后，其表面发生晶化．用X-射线衍射仪观测其晶相，主要为旷方石英，可使玻璃具有二阶光学非线性；用光学显微镜观察了其表面形貌并对结晶微粒的大小进行测量，知晶粒大小在十几到几十μm之间，会造成散射损耗的增加．实验结果，还显示氟对结晶过程有很大的影响．     

氟磷共掺杂二氧化硅光纤预制棒的表面晶化

对F、P共掺杂光纤预制棒退火后的表面晶化行为进行了研究.由改进的化学汽相沉淀法制备的氟和磷共掺杂二氧化硅光纤预制棒玻璃样品在6 h的1 150 ℃控温加热处理后,其表面发生晶化.用X-射线衍射仪观测其晶相,主要为α-方石英,可使玻璃具有二阶光学非线性;用光学显微镜观察了其表面形貌并对结晶微粒的大小进行测量,知晶粒大小在十几到几十μm之间,会造成散射损耗的增加.实验结果,还显示氟对结晶过程有很大的影响.     

石英基掺Tm3+光纤激光器特性的理论分析

基于速率方程理论建立了石英基掺Tm³⁺光纤激光器³H₆—³H₄抽运方式的理论模型,采用龙格-库塔 (Runge-Kutta) 法对该模型进行了数值分析,得出抽运光与激光功率在掺Tm³⁺光纤中的分布特性,并对Tm³⁺光纤长度、Tm³⁺的掺杂浓度等因素对掺Tm³⁺光纤激光器性能的影响进行 关键词： 3+光纤激光器')" href="#">石英基掺Tm³⁺光纤激光器 龙格-库塔法 抽运效率 掺杂浓度     

高对称性晶体结构中实现Bi3+窄带蓝光发射

采用高温固相法合成了系列K4CaGe3O9:xBi3+(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料.通过精细Rietveld结构精修、光致激发和发射光谱、X射线光电子衍射及热稳定性等手段对晶体结构和发光性能进行了研究.实验结果表明,在紫外光激发下,Bi3+展现了半高宽低至43 nm的窄带蓝光发射.这是由于K4 CaGe3 O...     

基于量子尺寸效应的纳米内包层光纤放大性研究

本文利用改进的化学汽相沉积法制作出纳米级InP薄膜内包层光纤;根据氢原子本征能量模型计算了InP微粒产生量子尺寸效应的相对粒径aB=8.313nm,且由量子尺寸效应计算了不同尺寸粒子的带隙能量以及相对应的光吸收波长;结果表明：当内包层薄膜材料厚度达5－50nm量级时,其能级将发生红移,产生放大性能.     

掺杂纳米材料光纤的研制

将纳米技术与光纤技术相结合,利用改进的化学气相沉积法(MCVD)制作纳米级InP薄膜内包层光纤及在普通单模光纤纤芯中掺杂纳米级InP粒子的新型光纤,前者单位长度放大系数最大达到15.35dB/m,能在较短的长度上对信号光起到放大作用,便于集成化;后者经实验证实其纤芯具有光波导传输性能.两种新型高非线性光纤在光通信器件中的具有应用前景.     

用于10 kW级高光束质量激光输出的国产部分掺杂光纤北大核心CSCD

当前光纤激光功率提升受限于模式不稳定效应及非线性效应,为了克服上述功率提升限制因素,自主设计并研制了大模场部分掺杂光纤。最终,采用自研部分掺杂光纤及后向级联泵浦方案,成功实现了10.1 kW的光纤激光输出,对应的光束质量因子(M2)为2.16。     

国产部分掺杂光纤实现3 kW全光纤激光振荡输出

模式不稳定效应和非线性效应成为光纤激光器输出功率和光束质量进一步提升的主要限制因素.采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术制备33/400μm部分掺杂掺镱双包层光纤,镱离子掺杂直径比为70%,折射率剖面近似阶跃型.利用主振荡功率放大系统验证部分掺杂光纤光束质量优化作用,种子光束质量为1.53,随着泵浦功率增长,输出激光光束质量逐渐优化至1.43.搭建915 nm反向泵浦全光纤结构激光振荡器.实验中,在泵浦光功率约为4.99 kW时,获得3.14 kW中心波长为1081 nm的激光输出, 3 dB带宽为3.2 nm,且未出现模式不稳定和受激拉曼散射现象,这是目前基于国产部分掺杂光纤实现的最高输出功率.以上结果表明,部分掺杂光纤在实现高功率且高光束质量光纤激光输出中具有潜力.     

基于深度学习的光纤超短脉冲啁啾放大研究

全光纤超短脉冲啁啾放大技术在激光技术和超快光学领域备受关注。针对传统数值方法分析光纤中超短脉冲啁啾放大过程存在计算量大、效率低等问题,采用深度学习方法开展全光纤超短脉冲啁啾放大过程建模研究。首先分析脉冲啁啾参量等参数对超短光脉冲传输过程的影响。预训练设计的深度神经网络模型,分析网络对不同初始脉冲啁啾参量的预测精度,进一步探索了不同初始脉冲半峰全宽、峰值功率和啁啾参量等复杂情况下网络的泛化性及预测精度。本研究拓宽了数据驱动方法在激光行为预测方面的应用,为光纤中超短脉冲的特性研究提供了新思路。     

L波段高掺铒光纤超荧光光源

采用半导体激光二极管泵浦12cm长高掺铒光纤,在双程前向装置中,获得了10.8mW最大超荧光输出功率,斜率效率10.6%,在1553.1~1588.6nm接近36nm的范围内,功率抖动小于0.2dBm。作为比较,在相同实验条件下泵浦10cm长的高掺铒光纤,结果显示输出光谱带宽明显下降,C波段的放大自发辐射远大于L波段的,由此也证明了L波段的放大自发辐射是由C波段的放大自发辐射泵浦产生的。     

FEMLAB在模拟掺镱双包层光纤放大器脉冲放大特性的应用1

应用FEMLAB软件模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性.计算了在915 nm前向抽运下，光纤放大器中的上能级粒子数，抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性.与文献上的结果进行比较证明了该程序的有效性.     

较高掺杂浓度下CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱

制备了一种较高浓度掺杂的CdSe/ZnS量子点掺杂光纤.测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下的量子点光纤光致荧光光谱,得剑了荧光峰值增益最大时的量子点掺杂浓度和光纤长度.与低浓度掺杂光纤相比,较高掺杂浓度光纤中的荧光峰值光强明显提高.荧光峰值光强随光纤长度的变化在短距离内(L<1 cm)急剧上升,之后缓慢均匀下降.波长473 nm激励光强随光纤}乏度的变化呈指数形式衰减,消光系数为0.26～1.02 cm-1.在给定激励光强和激励波长的条件下,光纤中可达到最大荧光辐射的晕子点总数为一恒量.光纤中的荧光峰值波长存在红移,红移大小约8～15 nm,红移量与掺杂浓度以及光纤长度有关.这些实验结果可为今后量子点光纤放大器的研制提供参考.     

新颖的高功率L-波段掺铒光纤超荧光光源

研究了L-波段超荧光在光纤中的产生机理,设计了一种带光纤圈反射器的双级双程前向输出L-波段光源结构,通过对两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化其长度及两级泵浦光功率,实验中获得了功率高达19.86mW(12.98dBm)、中心波长为1577.421nm的L-波段(1555-1620nm)超荧光光源。实现了低浓度掺铒光纤起诱导光及改善光谱的作用,高浓度光纤为主要发光源,采用光纤圈反射器提高了泵浦光的利用效率、光源的平坦度及稳定性。同时分析了结构中各个参量对光源各方面性能的影响,对光源的设计具有指导意义。     

高掺杂浓度掺镱光纤的光子暗化效应

采用光纤激光器和放大器结构方案，观察到了高浓度掺镱光纤（YDF）的光子暗化（Photo-darkening）现象.对激光器阈值和输出功率、放大器输出谱的测量结果表明，光子暗化效应导致了高掺杂浓度YDF的功率转换效率随泵浦作用时间的增加而下降，且下降为单调不可逆过程，但随着泵浦时间的增加，这种下降逐渐变缓、功率转换效率最终可趋于稳定.     

一种全光纤啁啾脉冲放大系统设计

提出了一种全光纤啁啾脉冲放大系统,在理论分析的基础上,利用分步傅里叶法,通过求解非线性薛定谔方程,对由组合A(1m的DCF+2m的EDF+3.08m的SMF)与组合B(1m的DCF+2m的LMA-EDF+0.61m的SMF)分别构成的两个全光纤啁啾脉冲放大系统进行分段数值模拟,结果发现,将重复频率为100MHz、峰值功率为33.3 W、脉宽为300fs的种子脉冲经过组合A构成的放大系统后,变为重复频率为100 MHz、峰值功率为18 062.43 W、脉宽约为56fs的脉冲;而经过组合B构成的放大系统后,种子脉冲则变为重复频率为100 MHz、峰值功率为31 022.24 W、脉宽约为50fs的脉冲。     

长波段半导体激光泵浦光纤激光器实现2 kW功率输出

半导体激光（LD）泵浦的高功率光纤激光器具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点,在工业加工等诸多领域都有着广泛的应用。为了提高泵浦光吸收率,传统光纤激光器常用915 nm和976 nm波段的LD作为激光的泵浦源。在该类LD泵浦的光纤激光器中,由于量子亏损和泵浦吸收系数相对较高,光纤激光器的热致模式不稳定（TMI）阈值相对较低。为了提高量子效率和潜在的TMI阈值,提出采用大于1 010 nm波段的LD直接泵浦光纤激光器,产生高量子效率激光。搭建了振荡放大一体化的全光纤激光器,采用总泵浦功率为2.56 kW的1 010 nm波段LD泵浦,首次获得输出功率2.05 kW、光束质量M2约1.7的激光。后续将通过进一步增大泵浦功率、优化光纤特性以实现更高功率、更优光束质量的光纤激光输出。