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。     

铒镱共掺光纤放大器增益特性研究

利用Matlab软件和龙格-库塔算法模拟铒镱共掺光纤放大器的增益特性随入纤泵浦功率、注入信号光功率、光纤长度以及光纤内稀土离子掺杂浓度等参数的变化。研究发现,铒镱共掺光纤放大器的信号光增益随入射泵浦光功率的增大而增大,随注入信号光功率的增大而减小;放大器内光纤长度存在一个最佳值;分别注入小信号和大信号时,铒离子浓度与镱离子浓度的最佳掺杂比例分别约为1∶4和1∶8,这些对于铒镱共掺光纤放大器的优化设计具有指导意义。     

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.     

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。     

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。     

一种掺铒光波导放大器的频谱数值分析方法

提出了一种基于Douglas离散格式的有限差光束传播法的数值计算方法.采用该方法对实验中所获得的吸收光谱和激发光谱进行Lorentzian叠加拟合,并结合多能级速率方程计算出掺铒光波导放大器(EDWA)中光的场传输强度分布,从而得到掺铒光波导放大器的增益和吸收频谱特性.数值分析结果表明,选用泵浦光波长为980nm的泵浦光源比1480nm的可以获得更大的泵浦效率,同时合理增加EDWA的泵浦长度和掺杂离子数密度可以获得更大的信号增益.由于考虑了协同上转换和交叉弛豫效应,该算法能够对高掺杂的EDWA进行较宽频谱的分析.     

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。     

泵浦功率对C波段EDFA增益斜率的影响

基于C波段掺铒光纤放大器(EDFA)的增益斜率随泵浦功率变化的实验现象,研究了不同泵浦功率对增益斜率的影响,从理论上对实验现象进行了解释.然后用OptiSystem 模拟不同泵浦功率下的EDFA增益谱,结果与实验室增益斜率数据相一致.     

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．     

室温掺镱光纤激发态振荡的增益特性研究

当增益光纤损耗和放大器自发辐射均不计的前提下,借助二能级近似模型,综合考虑结合速率方程和传输方程,由牛顿-拉夫森Newton-Raphson叠代得到掺镱光纤激发态粒子数浓度的解析表达式,由相干布局振荡效应实现掺镱光纤中光波群速度可控的目的.进一步由放大器增益的表达式出发,研究光纤长度以及泵浦光功率对光纤增益特性的影响.     

基于BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+ 纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

为提高聚合物光波导放大器的增益性能, 利用高温法合成了BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+纳米晶, 并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明, 纳米晶平均粒径为13 nm, 并在1 530 nm 处具有较强的发射, 荧光半高宽为50 nm。将合成的纳米晶掺杂入SU-8 聚合物作为光波导放大器的芯层材料, 使
用光刻显影等工艺, 在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器。当980 nm 波长泵浦光功率为280 mW、信号光波长为1 530 nm 且功率为0. 1 mW 时, 在长度为1. 1 cm 的光波导放大器中, 获得了3. 95 dB的相对增益。     

Ho~(3+)/Yb~(3+)和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物玻璃的上转换发光

研究了Ho3+/Yb3+和Er3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的上转换发光性质.结果表明,在980 nm近红外激光激发下,Ho3+/Yb3+和Er3+/Yb3+共掺样品都呈现了强烈的上转换红光和绿光发射.随着Ho3+和Er3+浓度的增加,红光和绿光的强度都先增大后减小,x≈0.1%时发光强度达到最大,而后逐渐减小,它们的最佳掺杂量分布在低浓度区域.上转换发光强度和激发光功率的关系表明上转换红光和绿光发射都是双光子的吸收过程.     

铒/镱掺杂多金属氧酸盐的制备及其近红外发光性研究

制备了高发射率的Keggin结构的铒镱共掺稀土多金属氧酸盐ZnPOM:Er3+,Yb3+,样品在室温980 nm激光激发下具有很强的位于1551nm的近红外发射,共掺样品中镱是铒有效的敏化剂,详细地探讨了镱铒间样品能量传递及近红外发光机理.     

铒掺杂二氧化钛纳米制备及上转换性能研究

以溶胶-凝胶法制备了掺Er3+的TiO2上转换发光纳米粉,通过XRD、SEM、上转换荧光发光谱等测试,对不同物质的量百分比Er3+掺杂和热处理温度的TiO2纳米粉进行了上转换性能研究,并对其发光机理进行了分析.结果表明,适量Er3+物质的量百分比及适当热处理温度有利于增强TiO2纳米粉的上转换发光性能.Er3+:TiO2粉体在980 nm激发下在539～567 nm范围获得绿光、在669 nm处获得红光.随着Er3+的物质的量百分比增加,绿光增强,红光减弱(小于1%);物质的量百分比继续增加,绿、红光均弱.随着焙烧温度的升高,绿光增强,红光减弱.当Er3+掺杂物质的量百分比为1%;焙烧温度为800℃时,获得的绿光强度较高、色彩单一.     

上转换材料LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+(Tm3+)的制备及其光谱性质测定

采用溶胶-凝胶法制备了上转换材料LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+(Tm3+),并对其进行了X射线衍射分析以及荧光光谱测定.在980 nm红外激光器激发下,LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+发出波长为530 nm和550 nm的绿色可见光,而LiLa(MoO4)2:Yb3+,Tm3+发出波长为475 nm的蓝色可见光.对Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+双掺体系的上转换发光机理进行了探讨,其中Er3+发出绿色上转换光的过程为双光子过程,而Tm3+发出蓝色上转换光的过程为三光子过程.     

敏化离子Yb3+对Er3+:Yb3+:YCa4O(BO3)3晶体光谱参数的影响

通过对Er^3 单掺和Er^3 、Yb^3 双掺YCa4O(BO3)3（简称为Er:YCOB和Er:YYCOB）室温吸收谱的测量和计算，发现Yb^3 的敏化作用十分显著，以至于Judd-Ofelt(JO)理论的传统算法不能奏效。本文用数值法和联立法求解了全部JO参数，计算了能量转移的量值。JO参数表明，Er:YYCOB在InCaAs二级管激光泵浦下，有望产生1500nm左右的红外激光输出。而Er:YCOB，由于Er^3 离子在此波长附近的重复吸收损耗较大，红外激光输出的可能性很小。     

水热法合成Y2O3 ∶ Yb3+,Er3+上转换材料及发光特性

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,利用水热法制备Y2O3,Yb3+,Er3+纳米上转换材料.通过X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜对材料的晶型、成分、粒径及表面形貌进行分析.实验结果表明:所得粉体的晶型为立方晶系,晶粒为圆球形,平均粒径为20 nm.在波长为980 nm半导体激光器激发下产生绿色和红色的上转换荧光;改变Yb3+,Er3+的掺杂比例,激发产生的绿光和红光的荧光强度随Yb3+,Er3+掺杂比例的改变而发生变化.     

掺铒光纤放大器放大的自发发射谱的实验研究

本文用不同的泵浦波长（980nm和1480nm）对不同泵浦强度和不同光纤长度的掺饵光纤（EDF）的净增益轮廓进行了实验研究，并对实验数据进行了讨论分析。