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。     

980nm泵浦掺铒光纤放大器的增益特性及增益调制的研究

掺铒光纤放大器(EDFA)在980nm泵浦下,可简化为二能级系统.忽略放大自发辐射(amplifier spontaneous emission,ASE),从速率方程出发,在稳态情况下,由Newton-Raphson叠代法得出的亚稳态能级粒子数分布,得输入功率的解析表达式,从而进行放大器增益特性的理论及实验研究.引入随时间改变的余弦功率信号作为传输信号或者泵浦的调制,得到亚稳态能级的粒子数分布的相位及振幅调制表达式,并由此得增益调制特性的数值解析模型,对最后模拟结果进行了分析讨论.     

端面泵浦方向对光纤激光器斜率效率的影响

利用国产掺镱粗芯D型双包层光纤,进行了正向和反向端面泵浦实验研究,实验发现反向泵浦时转化效率较高.正向泵浦时获得193W的激光输出,对应着最大入纤功率280W,斜率效率约为70%;反向泵浦获得243W的激光输出,对应着最大入纤功率310W,斜率效率约为78%.理论部分从速率方程出发,模拟计算了直线腔掺镱光纤激光器内部的功率分布,给出了不同泵浦方式下输出功率与光纤长度的关系,跟实验部分符合较好.     

铒镱共掺光波导放大器增益特性模拟和性能优化

在分析铒镱共掺系统的能级结构和相关跃迁的基础上,根据速率方程和传输方程,建立了EY-CDWA的增益模型,给出了EY-CDWA的增益公式,对增益特性进行了模拟,并对影响放大器增益的波导长度及泵浦功率等相关条件进行了优化.模拟计算中建立了参数优化方案,实现了放大器泵浦波长、泵浦功率和增益的同步优化,得到最佳长度下的最大增益,该理论模型应用于实际制作的Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器.结果与实验数据相符.     

两端加入布拉格光纤光栅的掺铒光纤放大器瞬态分析

首先介绍了利用掺铒光纤放大器（EDFA）快速计算的理论模型分析一般EDFA瞬态响应中存在的增益饱和引发的串扰现象。然后分析了两端加入布拉格光纤光栅的EDFA,表明这种改进后的EDFA可以有效地抑制增益饱和引发的串扰现象,使EDFA更加适合应用于WDM光通信系统,有关的数值计算结果和实验相符。     

高稳定单频Brillouin光纤激光器的研究

单频布里渊（Brillouin）光纤激光器结构紧凑,性能稳定,并且对Brillouin泵浦光具有线宽窄化和噪声抑制作用.在光纤传感、高精度频谱分析和微波光子学等领域有着重要应用前景.本文利用可调谐半导体激光器（TLS）作为Brillouin泵浦光制备了单频Brillouin光纤激光器.实验发现当Brillouin增益介质光纤的长度缩短到10.3m时,谐振腔的自由光谱范围变为20.1MHz与模光纤的Brillouin增益带宽相近,此时Brillouin激光表现为单纵模振荡.实验结果还表明该光纤激光器的功率转化斜率为43.6%,激光输出的强度涨落低于4%.单频Brillouin光纤激光器的信噪比与泵浦激光器的信噪比提高近10dB以上,并具有很好的噪声抑制作用,该激光器输出线宽小于5kHz.     

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。     

线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究

文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1 km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1 480 nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1 480 nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1 540 nm变化到1 570 nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139～172 mW及196～294 mW范围变化;保持1 480 nm激光器泵浦功率为623 mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。     

LD泵浦的掺Nd双包层光纤激光器

本文对LD泵浦掺Nd双包层光纤激光器进行了实验研究.在现有的泵浦功率下,得到了超过1.2W 的连续激光输出,斜率效率为18.6％,并对光纤激光器的光谱特性和时域特性进行了初步的分析.     

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。