LD直接泵浦全光纤激光器输出功率突破20 kW

高功率光纤激光器具有高效率、小体积、低成本、抗回光能力强等突出优点,在工业加工等应用领域中具有明显的竞争优势。近期,国防科技大学基于光纤耦合半导体激光器(LD)直接泵浦的主振荡功率放大器(MOPA)实现了单纤20.27 kW的功率输出。放大器采用纯后向泵浦方案,中心波长1080 nm,光光效率达到84.8%,拉曼散射抑制比大于50 dB。通过优化光纤和器件的设计,可进一步提升激光器的功率和光束质量。

掺铒光纤自发辐射宽带光源的带宽优化研究

为了解决掺铒光纤放大自发辐射宽带光源的自然输出光谱中单峰造成的窄带宽问题,采用双程、后向光源结构消除抽运光输出,同时外接未抽运掺铒光纤以展宽可用带宽,进行了理论分析和实验验证;研究了掺铒光纤长度和光纤反射镜反射系数对光源输出光谱的影响,分析了外接未抽运掺铒光纤的长度对光源带宽的优化效果。结果表明,随着掺铒光纤长度的增加,放大自发辐射光谱C波段逐渐降低,L波段逐渐抬升;随着反射镜反射系数的增加,放大自发辐射光谱带宽提高;此外,当抽运掺铒光纤和外接未抽运掺铒光纤的长度分别为6 m和2 m时,放大自发辐射宽带光源输出带宽为50.31 nm,和未采用外接掺铒光纤时相比,带宽增加44 nm。上述研究结果可为宽带光源的性能优化提供参考。

多泵浦喇曼放大器简化模型设计及泵浦优化

对多泵浦光纤喇曼放大器 (FRA)功率传输方程进行了合理简化 ,得到密集波分复用系统 (DWDM)信号合成喇曼增益的数学模型 ,分析了受激喇曼散射 (SRS)对信号喇曼增益的影响。并在该简化模型基础上介绍了一种对泵浦波长分布和输入功率进行优化计算的方法 ,实现了超宽带平坦的喇曼增益谱 ,为多泵浦FRA在DWDM系统中的应用提供了有价值的参考。

分布式光纤喇曼放大器实验研究

为了对后向抽运分布式宽带光纤喇曼放大器的特性进行实验研究,采用多波长1426nm,1440nm,1460nm,1475nm和1495nm的半导体激光器作为抽运源,实现了C+L波段近80nm带宽的信号光放大,获得了比较好的平坦增益、偏振相关增益,系统平均开关增益为10.7dB,增益平坦度为1.5dB,最大噪声指数为-1.96dB,偏振相关增益小于0.4dB。结果表明,光纤喇曼放大器的抽运源波长、功率选择比较合理,系统所有技术指标均满足光纤通信使用要求。这一结果将对通信产业化发展有着重要的指导作用。

反向抽运光纤喇曼放大器增益特性分析

将打靶法和龙格库塔法两种数值计算方法相结合,对反向抽运光纤喇曼放大器中信号光和抽运光相互作用的耦合微分方程进行数值求解.在分别选取不同参量且取不同值的条件下,详细分析了光纤长度、初始信号光功率、初始抽运光功率、光纤有效面积、喇曼增益系数及光纤对信号光与抽运光的损耗等参量对增益的影响,最后提出了有效提高增益的方法.

光纤拉曼放大器的最大拉曼增益特性

为了分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益,基于耦合微分方程,采用理论推导的方法,根据不同抽运结构下信号光放大的不同实际情况定义并推导出同向抽运光纤拉曼放大器和反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益公式。然后,详细分析了各个参数对两种抽运方式下光纤拉曼放大器的最大拉曼增益的影响。对两种抽运方式下相同参数引起的最大拉曼增益进行了比较。结果表明,同样的参数对同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器最大拉曼增益的影响有相同的地方,也有不同的地方。最后,将最大拉曼增益和常用的开关增益进行了比较。对光纤拉曼放大器的实验、成本估计和器件效率等研究有重要参考意义。

同向与反向抽运光纤拉曼放大器的增益比较

为分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器(FRA)的增益特性,基于已有的耦合微分方程,采用反向抽运中打靶法和龙格库塔法相结合的算法,得到相应结果;详细分析了所有参量对增益的影响,对两种抽运方式在小信号和大信号时分别进行比较,指出小信号时,同向和反向抽运FRA的增益相差不大;大信号时,同向抽运FRA的增益要高于反向抽运的,并且比反向抽运更难以达到增益饱和。

同向与反向抽运光纤喇曼放大器的阈值比较

为分析同向抽运与反向抽运光纤喇曼放大器的阈值特性,基于已有的耦合微分方程,采用龙格库塔算法和打靶算法,数值模拟同向抽运和反向抽运光纤喇曼放大器中信号光功率沿光纤的演变过程,在此基础上根据实际情况推导出同向与反向抽运光纤喇曼放大器的阈值公式,这些公式比文献中的阈值公式更全面。然后,详细分析各个参数对同向抽运和反向抽运光纤喇曼放大器阈值特性的影响,并且对两种抽运方式的阈值进行比较,结果表明,各参量对同向和反向抽运FRA的阈值影响有相同的地方,也有不同的地方。相同参数时,反向抽运光纤喇曼放大器的阈值都大于同向抽运光纤喇曼放大器的值。结论对于光纤喇曼放大器的优化设计和实验有指导作用,为进一步的研究提供有益的参考。

宽带光纤拉曼放大器的优化设计

研究优化设计宽带光纤拉曼放大器平坦增益带宽的方法。通过研究多波长后向泵浦光纤拉曼放大器的传输方程,分别用模拟煺火算法及四阶阿当方法迭代出各泵浦波频率及输入功率的大小。可设计出满足增益平坦度要求的宽带光纤拉曼放大器。设计了两个光纤拉曼放大器,一个采用双波长泵浦,得到的平坦增益带宽为50nm,增益不平坦度小于1dB。另一个采用四波长泵浦,得到的平坦增益带宽为80nm,增益不平坦度小于1dB。所得结果证明提出的优化设计方法对于设计多波长泵浦平坦增益带宽光纤拉曼放大器是一种有效的方法。

掺镱光子晶体光纤激光器谐振腔的实验研究

为了对光纤激光器的谐振腔进行优化,研究了976nm半导体激光器后向抽运掺Yb3+双包层光子晶体光纤在不同腔结构下的输出特性。在实验中分别采用平面镜和平凹镜作为后腔镜对谐振腔进行了研究,利用平面镜做后腔镜时,存在模式竞争现象,激光输出线宽约10nm,激光输出斜率效率为9%;而利用平凹镜做后腔镜时,模式稳定,激光输出线宽约5nm,激光输出斜率效率为11%。结果表明,利用平凹镜做后腔镜时,激光器的模式更稳定、线宽更窄,并且效率更高。

倾斜椭圆微孔端面上游泵送气体密封流体动压特性

对倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封的流体动压特性开展研究,对转速、密封压力、密封间隙等不同操作参数和方向因子、倾斜角、孔深以及面积比等微孔参数对密封端面动压开启力和泄漏量进行了数值分析.结果显示:倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封可产生明显的流体动压效应,文中计算条件下动压效应使得开启力的增幅可达50%;高速条件下,倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封可形成完全的反向泄漏.

基于后向建模的并联式液压混合动力车辆再生制动策略研究

分析了并联式液压混合动力系统功率密度大和城市行驶工况制动频繁的特点,综合考虑车辆载荷以及驱动方式对再生制动性能的影响,提出了一种基于安全制动的再生制动控制策略,采用后向建模方法建立了液压混合动力汽车仿真模型,进行了典型循环工况的再生制动仿真研究。仿真结果证明了所提出的再生制动控制策略和系统模型的正确性与适用性,在确保制动安全性的前提下高效地回收制动动能。

反向抽运喇曼光纤放大器开关增益特性研究

用数值计算的方法 ,对影响反向抽运喇曼光纤放大器开关增益的几个参数与反向抽运喇曼光纤放大器开关增益的关系进行了分析研究 。

离心泵做透平的叶片弯曲形状分析

为提高液力透平的效率,设计了前弯和后弯2种叶片弯曲形式的叶轮,利用实验、理论和数值计算相结合的方法对离心泵做透平的水力性能进行了研究.分别对后弯式叶轮泵工况、透平工况和前弯式叶轮液力透平工况3种情况的水力性能进行了分析,得到泵工况和2种液力透平工况下外特性曲线的差别,并分析了液力透平各过流部件内部功率损失分布.研究结果表明:泵作透平的外特性曲线与泵的不同,Q-H曲线随流量增加而逐渐增加;2种叶轮形式的液力透平对比中,前弯形叶轮在最高效率点的流量、扬程、轴功率和效率分别比后弯形叶轮高;前弯形叶轮高效点以及高效点之后的流量效率曲线高于后弯形叶轮的流量效率曲线,流量扬程曲线低于后弯形叶轮的流量扬程曲线,2种形式的叶轮轴功率相差不大.液力透平各过流部件功率损失分布表明,前弯形叶轮内部的功率损失的减小是液力透平效率提高的主要原因;对比2种叶片弯曲形状液力透平的流量和扬程系数可知,前弯式叶轮的流量系数和扬程系数均大于同尺寸后弯式叶轮的,因此前弯叶轮更适合于液力透平工况运行.

水泵吸水池后台阶内部流场试验研究

本文利用PIV技术测量了卧式开放式水泵吸水池内部台阶附近的流场,得到了定常不同工况下的流场速度分布图等水力参数结果,通过对试验结果的分析发现,台阶高度、进口来流速度和淹没深度的变化对吸水池内部流场都产生重要的影响。

基于全国产器件的大模面积掺镱双包层光纤放大器的实验研究

报道了一种后向泵浦的大模面积掺镱双包层光纤放大器,输出功率为1.12 W,放大后信号光的3 dB线宽为0.028 nm,并保持了输入信号光的优良光谱特性.首次从实验上深入研究了在该种放大器中,前向输出功率、后向输出功率随泵浦功率变化的规律,为更高效率和更高功率的双包层光纤放大器的研制提供了重要的实验数据.

后向泵浦Raman放大器的快速算法

分析了Raman放大器的数学模型,提出了一种新的步长预测方法,给出了这种步长的数学表示,从而得到了一种新的后向泵浦Raman放大器的分析和计算方法.仿真结果表明,该方法收敛速度快、精度高,同等精度下,较一般方法快60%,可很好地应用于Raman光纤放大器的优化和性能分析.

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺双包层光纤超荧光光源的实验研究

报道了基于双程后向单级泵浦结构的宽带Er3+/Yb3+共掺双包层光纤超荧光光源的实验研究结果。采用980nm泵浦源,通过优化泵浦功率和光纤长度,在波长1550nm处,实验仅用1m Er3+/Yb3+共掺双包层光纤获得了30.8mW的超荧光输出,泵浦斜效率为28%,光谱3dB带宽为35nm。

超长距离系统中光纤拉曼放大器的设计

简述了各种结构光纤拉曼放大器的性能,充分考虑了实际情况,从同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器的耦合微分方程出发,对两者信号光的功率演变过程进行了推导,并引进设计实例,说明了综合利用同向抽运与反向抽运各自放大信号的特点可以设计长距离和超长距离系统中的双向抽运光纤拉曼放大器,为光纤拉曼放大器的进一步研究提供了参考。

分布式反向抽运光纤拉曼放大器的功率转换效率分析

为了对反向抽运光纤拉曼放大器的功率转换效率进行研究,由耦合方程出发,采用龙格库塔算法和打靶法相结合的数值模拟方法,详细分析所有物理因素对反向抽运光纤拉曼放大器功率转换效率的影响。结果表明:功率转换效率先随着光纤长度增加而增加,当增加到最大值时保持数值不变;功率转换效率随着初始信号光功率、光纤拉曼增益系数、信号光损耗系数增加而增加,随着光纤有效面积、抽运光损耗系数、抽运光与信号光的频率比增加而减小;功率转换效率和初始抽运光功率呈抛物线曲线关系。所得结论对反向抽运光纤拉曼放大器功率转换效率的进一步研究以及光纤拉曼放大器的其他相关研究有重要参考意义。