光纤层与光网络

光纤层与光网络王道远最近“光纤层”（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）和“光纤网络”（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）频繁地出现在通信新技术的文章中，但能够恰当地使用这两个术语的却少之又少。光纤层中的网络要素是基于光子的传输设备。目前，这些光纤层网络要素仅...

基于915 nm泵浦的铒镱共掺双包层光纤放大器

搭建了级联光纤放大系统,掺铒光纤放大器(EDFA)作为预放大级,铒镱共掺双包层光纤放大器作为功率放大级。为了提高镱离子吸收效率,实现功率稳定输出,功率放大级选择915 nm的半导体激光器作为泵浦源,铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,采用前向泵浦的方式,对可调谐光源输入的1540~1565 nm波段的信号光进行了放大。在信号光功率为10 mW,预放大级泵浦功率为500 mW的条件下,对不同波长的信号光经过级联光纤放大系统进行了放大,最终在1565 nm处获得1.106 W的最高输出功率。

掺Yb^(3+)双包层光纤中的绿光荧光分析

普通单模光纤与掺Yb3+ 双包层光纤熔接后 ,当用波长为 976nm激光耦合时 ,实验观察到掺Yb3+ 双包层光纤中呈现绿色的荧光并用光谱仪进行了测试 分析表明 :绿色荧光的产生为Yb3+离子间相互作用引起合作能量转移 (CET)过程 。

新型全光纤结构双包层光纤激光器

基于对双包层光纤的内包层结构、掺杂浓度、剖面折射率分布、外包层的背底损耗等因素对泵浦光吸收效率的影响进行分析的基础上,对掺Yb3+双包层光纤内包层直径对泵浦光的吸收长度和泵浦效率进行了理论模拟。采用半导体激光二极管光纤模块作为泵浦源,采用梅花瓣型双包层光纤与光纤光栅元件连接制作了全光纤结构的光纤激光器,实验获得了 6.02 W单模光纤激光器,中心波长为1 080 nm,半高宽为0.11 nm,斜率效率为1.7 W/A。

掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的实验研究

采用自行研制的掺 Yb3+双包层石英光纤和包层泵浦技术 ,对不同光纤长度的双包层光纤激光器的输出特性进行了实验研究 .对实验中的最佳吸收长度问题做了分析 。

双包层光子晶体光纤激光器散热能力的理论研究

通过比较在相同发热功率和散热条件下双包层光子晶体光纤和传统双包层光纤的温度分布,考察了双包层光子晶体光纤的散热能力.数值研究结果表明:双包层光子晶体光纤的散热能力要弱于后者;但从总体来看,传统双包层光纤和光子晶体光纤的热性能对激光器的激光性能的影响是近乎相同的.

双包层光纤的侧面泵浦耦合技术

泵浦耦合技术是获得高功率光纤激光器的关键技术之一。双包层光纤侧面泵浦耦合技术通过双包层光纤侧面将泵浦光耦合入内包层 ,相对于光纤端面泵浦耦合技术有很多优点。针对于双包层光纤激光器的特点 ,已经发展了多种光纤侧面泵浦耦合技术。概述了目前已经在实验中采用的光纤侧面泵浦耦合技术 。

掺Yb双包层光纤放大器的瞬态增益和频率响应

在理论上和实验上对掺Yb双包层光纤放大器(YDCFA)的瞬态增益特性进行了研究建立了简化的瞬态增益基本模型,数值计算了低频光脉冲经过双包层光纤的放大波形,分析了瞬态增益饱和和恢复特性在实验中对种子源放大的YDCFA的脉冲特性进行了分析。

掺Yb双包层光纤激光器波长调谐输出

采用调节腔损耗以调节阈值的方法实现了掺Ｙｂ 双包层石英光纤激光器的波长调谐输出调谐范围达５０ｎｍ 、步长约２ｎｍ 当损耗增大阈值升高时，激射波长向短波方向漂移利用石英中Ｙｂ３＋

掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的热效应分析

为了研究高功率双包层光纤激光器的热效应,采用模拟计算的方法,推导了掺Yb3+双包层光纤激光器中的温度分布表达式,计算了光纤激光器中的温度分布特性。分析结果表明,光纤的包层半径、传热系数以及抽运方式对光纤中的温度分布有很大的影响。所得的结果为设计实现千瓦级的光纤激光器提供了参考。

高功率双包层光纤激光器热效应及功率极限

基于稳态热传导方程,对高功率双包层光纤激光器的热效应进行了研究,分析了光纤尺寸、冷却条件、泵浦功率等因素对光纤温度场的影响。对给定参数的光纤,给出了理论功率极限。指出对于目前常用双包层光纤激光器,最大输出功率主要受各外包层材料的熔点和非线性效应限制,从而可以确定功率限制的瓶颈所在,提出有效的改进方案,如减弱或消除线性效应、提高外包层的耐热能及改进制冷方案。

掺镱双包层高功率光纤激光器热效应的理论研究

针对高功率掺镱双包层光纤激光器(DCFL)的热效应,由热传导方程并借助速率方程模型导出温度分布的解析解,研究了泵浦方式和泵浦吸收系数对DCFL腔内温度的影响。结果表明:温度沿径向的变化与轴向相比可以忽略;采用传统端面泵浦会导致DCFL局部温度过高,实际中应使用两端对称泵浦方式;而减小泵浦吸收系数虽可改善温度特性但会降低系统的输出功率。进一步分析得出,综合采用分段泵浦方式和不均匀泵浦吸收系数可实现温度分布和输出功率的最佳匹配。

带反射镜双包层Er-Yb共掺光纤放大器性能研究

基于速率方程和传输方程 ,理论分析了带反射镜双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出信号功率和噪声性能。由于反射镜对剩余泵浦光的反射作用 ,致使激活光纤中参与能量转换的泵浦光增加 ,从而改善了双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出性能。数值结果表明 ,带反射镜光纤放大器只需要无反射镜光纤放大器激活光纤长度的一半 ,便能获得与之基本相等的高功率输出信号 ;对于同向泵浦和反向泵浦方式 ,其噪声系数均低于 4dB。

掺镱双包层高功率光纤激光器输出特性研究

对线形腔掺镱双包层高功率光纤激光器的输出特性进行了研究 ,通过求解速率方程 ,得到了激光器泵浦阈值功率、输出光功率和斜率效率的表达式。分析了光纤长度、腔镜反射率和泵浦波长等因素对激光器阈值功率、输出光功率和斜率效率的影响 。

掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的数值分析

本文对 976 nm激光泵浦掺 Yb3 +双包层光纤激光器进行了数值模拟 ,分析了泵浦光及激光在光纤中的分布、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度及腔镜反射率对输出激光功率的影响 ,所得结论与实验现象基本一致 .

掺镱双包层光纤激光器典型参数对斜线效率的影响

分析了双包层光纤激光器(DCFL)耦合方程的解析解,并对信号光散射损耗、后腔镜泵浦反射率等影响掺镱DCFL斜线效率的典型参数进行了理论研究。结果表明,斜线效率并不是随着后腔镜泵浦反射率的升高而单调增大,因为泵浦反射率的升高会影响光纤的最佳长度,从而降低斜线效率。所以在优化斜线效率时应该考虑到泵浦反射率和光纤最佳长度之间的匹配。同时,提高纤芯掺杂浓度、减小信号光散射损耗也能增大斜线效率。

Er-Yb共掺双包层光纤的研制

报道了溶液掺杂法制备Er-Yb共掺双包层光纤的技术.采用改进的化学汽相沉积研制工艺,制作了SiO2-P2O5-F的光纤阻挡层和SiO2-GeO2-P2O5的疏松芯层,利用疏松芯层在YbCl3、ErCl3溶液中的浸泡吸收作用,成功研制出Er、Yb离子浓度比分别为1∶13和1∶8两个光纤样品,其中样品2在976nm泵浦波长处的有效吸收系数最大达到2dB/m,分析和讨论了光纤的损耗谱和荧光特性.

掺镱双包层光纤光栅激光器输出特性的研究

通过对泵浦源LD的温度控制 ,研究了不同温度对泵浦源波长以及光纤激光器输出特性的影响。利用熔接在掺镱双包层光纤两端的光纤光栅作为光纤激光器的谐振腔 ,采用锥度光纤耦合的方法实现了 5 .1W的单模激光输出 ,输出波长 110 0nm ,最大转换效率 6 3%。

高功率单模Er^(3+)∶Yb^(3+)共掺双包层光纤激光器

给出了单模输出的铒镱共掺双包层光纤激光器(EYDCFL)的数值分析及最新实验结果.基于速率方程及功率传输方程,对单模EYDCFL进行数值分析,从理论上对其性能进行优化.然后,在相同条件下进行了EYDCFL的实验研究.描述了输出激光功率随入纤泵浦功率和光纤长度的变化以及输出激光波长随光纤长度的变化.在光纤长度为6.3m时,获得了波长为1566nm、最大功率为2.2W的单模激光输出,整体光-光转换效率22%,这是目前国内用该类光纤获得的最高单模输出功率.

多点抽运双包层光纤激光器理论及数值分析

大功率双包层光纤激光器采用分布式多点抽运有利于功率扩展和输出特性的优化。采用数值模拟的方法分别计算了正向多点抽运和反向多点抽运,得出了不同抽运光反射限制和不同的光纤长度条件下抽运点数与输出功率的关系,以及不同抽运点数和不同抽运光反射限制下的光纤最佳长度,并进一步得出,多点抽运时,通过在双包层光纤内包层写入光栅的方法对抽运光进行反射限制可以大大改善光纤激光器的输出特性。这些结论对多点抽运双包层光纤激光器的结构优化具有指导意义。