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.

多波长后向泵浦拉曼放大器优化算法研究

介绍了多波长后向泵浦拉曼放大器的原理和数学分析方法,设计了一种有效的泵浦优化算法,该算法包括改进的遗传算法和打靶法。数值仿真得到了带宽为80 nm、平均开关增益为5.93 dB的拉曼放大,其增益起伏小于1 dB。

后向泵浦高功率掺镱光纤放大器的非弹性散射效应

在考虑受激布里渊散射和受激喇曼散射效应的基础上,数值求解了双包层掺镱光纤放大器的速率-传输方程,分析了后向泵浦高功率掺镱光纤放大器在不同信号光线宽、光纤长度和纤芯直径下的输出特性,研究了受激布里渊散射和受激喇曼散射的抑制条件。计算结果表明:在后向泵浦方式下,若掺镱光纤长度小于0.68 m,纤芯直径大于26μm,信号光线宽大于0.04 nm,则放大过程中的受激布里渊散射和受激喇曼散射能同时得到有效抑制。

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。

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。

多泵浦拉曼放大器增益特性的仿真与分析

合理简化了多泵浦光纤拉曼放大器功率传输方程,利用多步平均功率法进行数值计算得到了密集波分复用系统信号的合成拉曼增益。借助该简化模型研究了多泵浦光源的个数、输入功率和波长分布对信号拉曼增益的影响,简单分析了实现超宽带平坦拉曼增益的多泵浦波配置原则,为多泵浦光纤拉曼放大器在密集波分复用系统中的应用提供了有价值的参考。

单端泵浦光纤放大器获得4 kW单模窄谱激光输出

窄谱光纤激光器在光束合成等领域有着广泛的应用,然而模式不稳定效应的出现严重限制着窄谱光纤激光器的功率提升。提出并验证了采用新型981 nm稳波长泵浦方案,能够应用于窄谱激光放大并提升模式不稳定效应阈值,通过采用单端后向泵浦结构,将单模窄谱光纤放大器功率提至4 kW以上。实验中采用白噪声相位调制展宽单频激光作为窄谱种子,主放大级分别采用稳波长976 nm和981 nm两种泵浦源单端后向泵浦。在采用976 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至3.4 kW,出现典型的模式不稳定效应特征,功率提升受到限制。在采用981 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至4.05 kW,且并未出现模式不稳定效应,输出光束质量M2因子为1.3,进一步功率提升仅受限于泵浦功率。通过优化激光器设计、结合双向泵浦结构,有望实现更高功率的窄谱光纤激光输出。

基于改进粒子群算法的后向泵浦RFA设计

为了满足第六代移动通信(6G)系统对光通信网络的高速率及大容量的要求,进一步提高光传输网络中光纤放大器的带宽、响应速率及放大倍数等成为目前的研究重点。在使用碲酸盐光纤作为光纤增益介质的同时,提出一种改进粒子群优化算法,通过在迭代过程中动态的调整速度、位置及惯性权重值,获得更高收敛速度,增强全局搜索的能力。应用该算法对拉曼光纤放大器的各个泵浦光参数配置进行优化、分析及仿真验证,最终设计出平均开关增益为23.738 8 dB,增益平坦度为0.209 8 dB的后向泵浦拉曼光纤放大器。结果表明,改进的粒子群优化算法对拉曼放大器泵浦光的参数配置有很强的适应性,能够获得较低的增益平坦度,对未来拉曼光纤放大器的设计具有一定的参考意义。

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。

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 1 42 6,1 44 0 ,1 45 4 ,1 472及 1 496nm的大功率半导体激光器作为泵源 ,实现了带宽为 80nm( 1 5 30～ 1 61 0nm)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 1 6 5dB ,增益平坦度为 1 5dB ,最大等效噪声指数为 - 0 9dB .采用Agilent 81 66B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 .

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。

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.

后向级联泵浦的10 kW高光束质量光纤激光器

实现万瓦级高光束质量光纤激光面临模式控制和非线性效应抑制等技术难题。为兼顾光束质量和功率,设计了基于纤芯直径为30μm、包层直径为250μm的双包层掺镱光纤的后向级联泵浦激光器,实现了输出功率为10.03 kW、M^(2)因子为1.92、拉曼抑制比大于38 dB的激光输出,实现万瓦级光纤激光器的光束质量M2优于2,这验证了常规双包层光纤具有支撑万瓦高光束质量激光产生和放大能力。

后向同带泵浦光纤激光实现大于8千瓦高光束质量输出

由于受激拉曼散射(SRS)和横模模式不稳定(TMI)效应的共同制约,实现高功率输出的同时保持高光束质量存在一定的困难。基于后向同带泵浦方案,在自研30μm/250μm常规双包层掺镱光纤中实现了高功率(8.38 kW)、高光束质量(光束质量因子M^(2)为1.8)的激光输出。SRS和TMI得到了有效抑制,但功率的进一步提升受限于泵浦功率。