16.1W输出1064nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器（NPRO）产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大.当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出.采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响.研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况.用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

16.1 W输出1 064 nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器(NPRO)产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大. 当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出. 采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响. 研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况. 用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

掺铒光纤放大器的特性研究

从理论和实验两方面研究了掺铒光纤放大器的输出特性。在理论上用数值模拟的方法研究了泵浦功率、信号光强度、光纤长度等参数的变化对输出特性的影响。通过实验研究了泵浦光源的输出功率和驱动电流的关系、放大器的增益与泵浦功率和输入信号光功率的关系。研究表明实验结果和数值模拟结果相吻合,对掺铒光纤放大器的结构设计,以及改善掺铒光纤放大器的增益特性有一定的指导作用。     

Tm3+和Ln3+(Ln3+ = Yb3+, Er3+, Pr3+, Ho3+, Eu3+) 共掺氟化物纳米晶体的光谱学性质

应用激光光谱学及发光学的理论和方法研究了Tm³⁺/Ln3+(Ln³⁺=Yb³⁺, Er³⁺, Pr³⁺, Ho³⁺, Eu³⁺)离子在LaF3和LaOF纳米颗粒中的发光特性, 探讨了获得蓝绿光发射的方式, 分析了Tm3+离子的荧光发射对基质构成和共掺杂离子的依赖性质. 研究结果表明, 在氟化物纳米晶体中进行Tm³⁺和Ln³⁺(Ln³⁺ =Ho³⁺, Pr³⁺, Er³⁺, Eu³⁺)的共掺杂, 能有效地获得可见光发射, 显著提高荧光量子产率, 在太阳能光伏电池中具有很大的应用潜力.     

同向泵浦喇曼光纤放大器的增益特性

为分析同向泵浦喇曼光纤放大器中各参量对增益的影响，根据同向耦合波方程导出了放大器输出端信号光的解析解，并给出了放大器增益的表达式。在参量取典型值的条件下，分析了光纤长度、初始信号光功率、初始泵浦光功率、光纤有效面积、拉曼增益系数等参量对放大器增益的影响，所得部分结果与文献的实验结果一致。根据各个参量对放大器增益的不同影响，可以优化放大器的增益特性，从而提高放大器的增益，进而提高其放大性能。     

基于4f5d能级的Pr3+∶ZBLAN上转换紫外光纤放大器

运用稳态粒子数速率方程和传播方程理论, 研究Pr³⁺∶ZBLAN光纤中基于 4f5d能级的上转换紫外光纤放大器的激光动力学过程. 计算了输入信号饱和功率、 输出功率、 斜率效率和最佳光纤长度等参量, 并与光纤振荡器的结果做了比较. 结果表明, 输入信号存在一个饱和功率, 大于该值时, 输出功率基本上与输入信号功率无关. 信号光饱和功率约为3 mW, 且几乎不随泵浦功率和光纤长度变化. 在相同条件下, 放大器输出功率和斜率效率可达到振荡器的2~3倍. 利用光纤放大器可有效提高Pr³⁺∶ZBLAN光纤4f5d上转换紫外激光器系统的输出功率和斜率效率.     

光纤拉曼放大器中拉曼阈值的理论分析

为探讨光纤拉曼放大器中的阈值条件，基于抽运光和信号光耦合方程组，推导了考虑抽运光能量转移给信号光能量时的阈值功率公式，并对满足阈值条件时光纤的最大损耗和最短长度进行了计算．将所得结果与文献中已有的阈值功率公式和近期实验结果作了比较，发现文中推导的阈值功率公式比原有的公式更严密，与实验结果更吻合．文中最后得出了设计光纤拉曼放大器时的最优抽运功率和光纤长度．     

Yb-Er共掺光波导放大器增益特性模拟及优化

为提高光波导放大器的增益特性,从Yb-Er共掺系统的能级结构及能量传递过程出发,建立了Yb-Er共掺光波导放大器增益的理论模型,对增益特性进行数值模拟;讨论了铒离子的掺杂浓度、泵浦光功率和信号光功率等因素对光波导放大器增益的影响,并进行优化。数值模拟结果表明:当波导长度小于其最佳值时,增益随铒离子的掺杂浓度和泵浦光功率的增加而显著增大;超过最佳波导长度,增益随之下降;泵浦光功率一致,信号光功率增强时,增益下降。抽运功率为70 mW时,长度为2.24 cm的光波导放大器,单位长度增益为4.73 dB/cm,该结果与实验数据基本吻合。     

6.65 W输出二极管抽运双包层光纤单频放大器

研究光纤放大器的耦合效率以及影响输出功率的因素.抽运源为光纤输出976 nm的半导体激光器,增益光纤为长4.4 m的D型掺Yb3 双包层光纤,信号源为自行研制的单块非平面环形腔激光器.抽运光的耦合效率为80%,信号光的耦合效率为44%,入纤抽运光功率为24 W,信号光功率为200 mW时,得到了6.65 W的净输出功率,放大倍数达到33倍.分别对信号光及放大输出的频谱进行测量,结果为1 064 nm的单频放大.实验表明,信号光对放大增益的抽取非常重要,在此实验中信号光尚未饱和,放大功率仍有提高的余地.     

掺铒光纤放大器特性研究

在放大器增益特性实验研究中,采用两个９８０ｎｍ的ＬＤ作为泵浦光源进行双向泵浦,研究了放大器的增益与光纤长度、泵浦功率以及信号光功率的关系,获得了３３ｄＢ的最大净增益。计算了放大器的噪声系数,得到具有良好的噪声特性的结果。     

Study on relaxation oscillation of Er^3＋/Yb^3＋ co-doped phosphate glass optical waveguide laser

Based on the principle and fabrication of the optical waveguide laser, and through the configuration of the energy level of Er^3＋/Yb^3＋. co-doped system, the time-dependent rate equations are formed and then solved by Runge-Kutta algorithm. The dynamic characteristic of the waveguide laser pumped unidirectionally by 980 nm LD is analyzed. The curves of the relaxation oscillation are drawn, showing that the photon number and inverted population vary alternately. The attenuation characteristic of the peak power is studied. It is gained that time constant changes with pump power, length of waveguide and the reflectivity of output mirror. Furthermore, the impact of the above three parameters on the frequency and end-time of relaxation oscillation is discussed. The frequency of relaxation oscillation is proportional to the pump power. Under high reflectivity conditions, the length of waveguide has a weak impact on the frequency. The end-time decreases as the three parameters increase. These features and results provide a theoretical basis for designing the Er^3＋/Yb63＋. co-doped phosphate optical waveguide laser.     

掺铒光纤放大器放大特性分析

介绍了掺铒光纤放大器(EDFA)的基本工作原理,建立了放大特性理论模型。并在不同条件下模拟仿真了其增益特性。揭示了EDFA的增益特性与泵浦光功率、掺铒光纤长度(EDF)的关系。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器增益和噪声特性分析

基于速率方程和光传输方程，对980nm激光泵浦Er^3 ／Yb^3 共掺双包层光纤放大器的增益和噪声特性进行了分析。数值模拟结果表明，在小信号和大信号情况下，双包层Er^3 ／Yb^3 共掺光纤放大器在1520nm～1570nm波长范围内都具有良好的增益和噪声特性。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE的动态特性

基于速率方程的离散算法,对连续和脉冲泵浦下的双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器ASE动态特性进行了研究,对ASE随时间呈现不同变化的原因进行了分析。结果表明:连续光泵浦下,双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器ASE达到稳态的时间和输出功率的大小依赖于泵浦功率,ASE输出功率的增加与Er3 上能级粒子数的减少相对应;脉冲光泵浦下,光纤长度对正向ASE输出功率的饱和存在显著的影响,但不影响反向ASE输出功率的饱和。     

C+L波段分布式拉曼光纤放大器实验研究

采用后向泵浦方式,利用波长分别为1426,l440,1454,1472及1496nm的大功率半导体激光器作为泵源,实现了带宽为80．nm(1530～1610nm)的宽带分布式拉曼光纤放大器,对40个信道的信号进行分布式放大,获得了较好的增益平坦及噪声特性．信号经60km的普通单模光纤传输后,平均开关增益为16．5dB,增益平坦度为1.5dB,最大等效噪声指数为-0．9dB．采用Agilent 8166B测试系统的多通道信号源(C L-band)作为信号源测量增益谱．由于考虑了信号光之间的相互拉曼作用及信号光对泵浦的影响,实验结果更精确．     

双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器系统结构设计及其性能分析

基于光传输方程,数值分析了所设计的双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器系统结构在980nm泵浦下,输出信号功率和噪声特性;讨论了它们随输入信号功率、输入信号波长、泵浦信号波长和光纤包层面积的关系。结果表明,该系统结构在输入信号小于-30dBm,激活光纤长度为4m时,输出信号功率超过10dBm,增益高于35dB,噪声系数受光纤内包层与纤芯面积之比影响较大,且小于3．5dB．     

Yb3+-doped large-mode-area photonic crystal fiber laser with 210 W continuous-wave output power

An Yb^3＋-doped double-clad large-mode-area photonic crystal fiber （LMA PCF） laser with up to 210 W of continuous-wave output power centered at 1.05 lira is demonstrated. The length of the fiber used is 2 m and the produced laser power per meter can attain 105 W. The PCF is pumped by two diode lasers with central wavelength of 976 nm. The slope efficiency is 76%, and the beam quality factor M^2 at x and y axes are measured to be 1.06 and 1.08, respectively. No thermo-optical problems and other roll-over even are observed at the highest output power.