大功率高效率掺铒超荧光光纤光源及其应用

采用光纤反射环镜和双程后向结构 ,得到了最大输出功率 30 .6mW、光光转换效率 4 2 .0 %的大功率、高效率全光纤掺铒超荧光光源 (SFS) 利用串接光纤光栅 (FBG)和光纤型F P腔 ,对其进行光谱分割 ,得到了稳定的多波长输出

一种高功率掺铒光纤超荧光光源

通过优化掺铒光纤各种参量,用一个980nm激光二极管作抽运源,采用单程结构,在一根光纤后向获得功率高达31.74mW(15.02dBm)的C波段ASE输出的同时,其前向得到了功率为10.14mW(10.06dBm)的L波段ASE输出.通过简单连接组合可得到输出覆盖C+L波段(1525～1620nm)功率>36mW的掺铒光纤宽带光源.

基于光纤环形镜的C+L波段高平坦高功率掺铒光源

研究并设计了一种用3 dB宽带耦合器制作的光纤环形镜作为反射镜的双级双程单管抽运高平坦度高功率C+L波段ASE光源。用2个980 nm激光二极管调试两级抽运光功率的分配,两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化光纤长度,获得了功率高达15.28 mW(11.84 dB/m)的C+L波段ASE光输出,平均波长为1 559.31 nm,在未采用任何外加滤波器的情况下,其平坦区域3 dB带宽66.72 nm(从1 533.12 nm至1 599.84 nm)。之后采用一个激光二极管实现两级双向同时抽运得到了同样的效果。通过光纤环形镜的使用,不仅提高了抽运源利用效率,且改善了光源的平坦度,在实验过程中,在平坦度相度相对要差一些的条件下,还通过调整两级抽运光的功率及分配比例得到了功率达到30.11 mW的C+L 波段ASE输出。

三种C+L波段掺铒光纤ASE光源的实验对比研究

对常见的单级、双级以及三级结构的C+L波段掺铒光纤ASE光源进行实验研究,对比它们的性能并分析各自的优缺点。结果表明,单级和双级结构的C+L波段掺铒光纤ASE光源C波段和L波段光谱很难实现最佳匹配,导致平坦度不理想。虽然三级双泵浦结构光源结构较前两种较复杂,但通过优化光源参数可以使输出光谱具有更好的平坦度,从而更好地满足分布式光纤光栅传感系统、长距离光纤通信系统、光纤陀螺以及光谱测试等应用场合的要求。

一种带环形器的双抽运掺铒光纤光源

把光纤环形器使用在掺铒光纤光源的结构中,得到C+L波段的宽带光源。采用这种结构,通过调节三个激光二极管的控制电流到合适的数值,可以让输出光的功率提高到168.67mW(22.27dBm),带宽达到80.701nm(1525.112～1605.813nm)。同时通过实验发现,研制的光源不仅有较高的功率,而且输出光平坦。

一种双抽运结构C+L波段掺铒光纤宽带光源

介绍了一种结构简单、工作在C+L波段掺铒宽带光源。实验中用3dB宽带耦合器作为光纤反射镜,同时利用功率控制电路让光源输出光稳定,先用两个980nm二极管作为抽运源,将后向的C波段ASE重新引回光纤中,提高了抽运源的利用效率和光纤输出光的稳定性,优化掺铒光纤长度,获得了功率高达26.67mW(14.26dBm)的C+L波段ASE光输出,平均波长1550.887nm。之后采用一个980nm和一个1480nm的激光二极管,在输出相对平坦的情况下,得到了最高功率为23.23mW(13.66dBm),平均波长为1556.46nm的C+L波段ASE光输出,光纤环形镜的使用,不仅改善了光源的平坦度,并且大大提高了光光转化效率。

多波长超宽带铒铥混合掺杂光纤光源

设计并实现了一种多波长超宽带铒铥混合掺杂光纤光源，用一个980nm激光二极管（LD）泵浦掺铒光纤（EDF），输出C＋L波段光谱，用980nmLD、1400nmLD和C＋L波段光泵浦掺铥光纤（TDF），产生S波段光谱。用耦合器制作光纤反射器（FLM），形成双程后向结构提高转化效率。光谱仪测试S＋C＋L波段的总功率为34．18mW（15．34dBm），带宽为1460～1610nm，达到150nm。

一种双通道结构的S波段掺铒光纤放大器

设计并构造了一种基于双环行器结构的S波段掺铒光纤放大器光源,利用掺铒光纤的弯曲损耗特性抑制了C波段的放大自发辐射,产生了S波段光输出。实验结果表明,设计双通放大器相对于传统的单程结构光输出的增益和带宽有了明显的优化。

面向太空环境应用的抗辐照有源光纤特性研究

针对太空恶劣辐射环境会造成光器件的光学性能下降或失效的问题,利用改良化学气相沉积法(MCVD)结合原子层沉积(ALD)掺杂技术制备铋铒共掺光纤(BEDF)和掺铒光纤(EDF),经不同辐照剂量的伽马射线处理后,对它们的光谱特性进行对比研究。光纤样品分别经0.3kGy、0.5kGy、0.8kGy和1.5kGy辐照处理,对比光谱发现BEDF的辐照诱导损耗(RIA)的增幅明显低于EDF,特别是经1.5kGy的辐照处理后,EDF的RIA比BEDF高1.93dB/m。EDF的荧光强度随辐照剂量的增加而降低,且低于未辐照前的荧光强度;而对于BEDF而言,其荧光强度随辐照剂量的增加先增加后减弱,且均高于未辐照的荧光强度。实验结果表明,BEDF具有一定抗辐照特性,对应用于太空环境具有重要研究意义。

基于并行SMS结构的可开关可调谐掺铒光纤激光器

提出了一种基于并行单膜光纤(SMF)-多膜光纤(MMF)-SMS(SMS)结构的可调谐掺铒光纤(EDF)激光器,其总体结构是在环形激光腔中采用了两个并行的SMS结构作为滤波器件。通过控制腔内的损耗,具有单、双波长可开关特性。单、双波长状态下的边模抑制比(SMSR)均大于35dB。波长调谐采用弯曲调谐的方式,单波长状态下,当螺旋测微计控制的位移量从0μm变化到60μm时,输出激光中心波长从1 558.3nm变化到1 557.3nm。实验结果表明,此结构的光纤激光器不仅具有结构简单、成本低的优点,还具有波长可开关和可调谐特性,在波分复用(WDM)光通信系统、光纤传感和高精度光谱测量等众多领域有着很好的应用前景。

新颖的高功率L-波段掺铒光纤超荧光光源

研究了L-波段超荧光在光纤中的产生机理,设计了一种带光纤圈反射器的双级双程前向输出L-波段光源结构,通过对两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化其长度及两级泵浦光功率,实验中获得了功率高达19.86mW(12.98dBm)、中心波长为1577.421nm的L-波段(1555-1620nm)超荧光光源。实现了低浓度掺铒光纤起诱导光及改善光谱的作用,高浓度光纤为主要发光源,采用光纤圈反射器提高了泵浦光的利用效率、光源的平坦度及稳定性。同时分析了结构中各个参量对光源各方面性能的影响,对光源的设计具有指导意义。

双级双泵浦掺铒光纤C+L波段ASE光源的实验研究

本文通过对常见的双级双程双泵浦光源进行实验研究,分析了两级掺铒光纤的长度以及两级泵浦的功率对光源输出光谱的功率大小、平坦度和平均波长的影响。根据实验分析结果,当EDF1和EDF2的长度分别为9 m和38 m,一级泵浦功率为65 mW,二级泵浦功率为115 mW时,光源输出功率为16.89 mW,平均波长为1 566.389nm,1 536nm-1 605nm波段范围内光谱的不平坦度<±2dB。

基于弱反射FBG串的随机分布反馈掺铒光纤激光器

提出一种基于弱反射光纤光栅(FBG)串的随机分布反馈掺铒光纤(EDF)激光器。激光器利用1 480nm半导体激光泵浦一段2 m长的高浓度EDF进行增益放大,由弱反射FBG串提供随机分布反馈,具有阈值低、线宽窄、效率高和输出稳定等优点。实验中,在激光器谐振腔的一端用一个反射率为90%的窄带FBG进行波长选择性反射,在另一端连接由20个波长相同、反射率在5‰左右的弱反射FBG组成的FBG串(总反射率为9%)提供随机分布反馈,在最大输出功率为400mW的1 480nm泵浦激光作用下获得了峰值波长为1 549.48nm、阈值功率为3 mW、斜率效率达24%的窄线宽稳定激光输出。在相同泵浦激光功率下,间隔一定时间,多次测量激光输出光谱,证实该随机分布反馈FBG激光器具有良好的波长和功率稳定性。

一种简单的高功率L波段超荧光光源

采用双程前向结构,在一根高浓度掺铒光纤中实现了功率高达13.13mW(11.18dBm)、平均波长为1578.53nm的L波段高功率超荧光输出,在1570nm^1620nm间的功率高于9.38mW。可满足分布式光纤光栅传感、DWDM等由C波段向L波段扩展的带宽及功率需求,同时与C波段光匹配后,可得到功率高于20mW的C+L波段宽带高功率光输出。其中采用普通耦合器制作的光纤圈反射器,将后向的C波段ASE重新引回光纤中,提高了抽运源的利用效率和光纤输出光的稳定性,同时分析了光源的输出功率、平均波长、稳定性等随光纤长度、抽运功率的变化特征,对于光源的应用设计提供参考。

被动锁模光纤激光器中双波长脉冲的产生

报道了从一个典型的基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器中产生双波长锁模脉冲的研究。双折射诱导的波长相关腔传输使得激光器能同时在2个或多个波长上振荡,本文设计的激光器中最多有3个波长同时产生。由于偏振相关隔离器(PDI)引入的另外偏振相关腔损,通过调节偏振控制器(PC),3个波长中的任意2个能同时共振,并同时锁模。此外,双波长脉冲中2个不同波长的脉冲会相互作用,并通过交叉相位调制形成各种各样的调制格式。