高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性（英文）

通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解,得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布。计算结果表明,双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K。同时,信号光与泵浦光功率的比值决定了温度最高点和熔接点的距离,在泵浦光功率为100 W、信号光功率为10 mW的情况下,两者之间的距离可达30 cm。通过分析不同内包层形状的双包层光纤的径向与轴向的热分布情况发现,相较于其他内包层形状的双包层光纤,偏芯型双包层掺铥光纤因其具有较低的最高温度、较高的泵浦效率和高斯型横截面热分布而较适用于掺铥光纤放大器。

掺铥光纤放大器中的超连续谱输出

用增益开关掺铥光纤激光器作种子源,搭建了一个掺铥光纤主振荡放大系统。该系统增益开关种子源最大输出功率约为250mW,斜效率为28.5%;脉冲宽度为56.5ns,脉冲峰值功率为221.2 W,对应的峰值功率密度约为0.35 GW·cm^(-2),输出光谱的3dB线宽仅0.09nm,中心波长在1 942nm处。经一级放大后,激光器输出功率提高到1.33W,一级放大器斜效率达48.6%。同时,峰值功率提高到1.2kW,对应的峰值功率密度达1.86GW·cm^(-2)。此时,受光谱仪分辨率的限制,测得的激光3dB线宽仅为0.06nm。在二级放大器中观察到了超连续谱输出。超连续谱覆盖2~2.6μm的光谱范围,3dB带宽约490nm。

掺铥光纤放大器及其研究进展

介绍了S-波段光纤放大器——掺铥光纤放大器和增益位移掺铥光纤放大器的原理、结构、发展现状。

掺铥光纤激光放大器在宽波段吸收光谱技术中的应用

利用掺铥光纤在2μm波段的宽带发射特性和光纤可饱和吸收体的线宽压缩特性,研制了宽带调谐窄线宽掺铥光纤激光放大器,该激光放大器可将窄线宽、宽带可调谐种子光源的功率放大至290 mW,放大后的光源连续运行30 min,均方根稳定性优于1%。利用激光放大器输出的32路激光中的任意一路测试了水分子在2μm波段的宽吸收光谱,并利用测试结果反演得到了该光源在动态扫描过程中的线宽约为0.06 nm。利用该激光放大器分别测试了空气和酒精火焰中温度和水分子摩尔分数。结果表明:常温下,空气和酒精火焰中温度的平均值分别为301.2,1263.3 K,相对偏差分别为1.28%,3.08%,水分子的摩尔分数平均值分别为2.11%,5.58%。利用该光源可有效获取水分子在2μm波段的宽波段激光吸收光谱,利用这些吸收光谱数据能够较为精确的反演出环境温度、水分子摩尔分数等信息,结果验证了该激光光源在燃烧流场2维层析诊断测量应用中的可行性。

1064nm抽运掺铥光纤放大器增益特性的理论研究

从掺铥光纤放大器的速率方程组和光传输方程出发 ,引入光场与掺杂分布的重叠因子 ,利用数值法分别模拟计算了光纤掺杂浓度、长度和抽运功率等参数对放大器增益的影响 ,并计算了一定掺杂浓度和抽运功率下的最佳光纤长度及其对应的增益 ,分析了该类放大器增益随输入信号功率的变化关系 ,并计算了其功率转换效率。

高功率掺铥光纤放大器中受激布里渊散射效应研究

近年来随着对单频光纤激光器和放大器研究的不断深入,得到了越来越高的输出功率,由于单频光纤激光器、放大器的输出功率在很大程度上受限于受激布里渊散射(SBS)效应,故需要研究SBS效应的影响因素和抑制方法。利用铥离子(Tm3+)的速率方程和SBS效应下双包层光纤放大器的速率方程,建立了单频光纤放大器的理论模型,计算得到了掺铥光纤放大器的能量分布和输出功率,并讨论了光纤长度、抽运功率、Tm3+掺杂浓度、增益光纤内温度分布等因素对单频光纤放大器中SBS效应和输出功率的影响,总结了在提高放大器输出功率的同时有效抑制SBS效应的方法。自行搭建了全光纤掺铥光纤种子光源及放大器,高稳定性的全光纤掺铥激光种子光的中心波长为1941 nm,信噪比约为60 d B。当掺铥放大器的抽运功率达到2.15 W时,激光的输出功率可以达到0.766 W。

掺铥光纤放大器对双单频激光放大的特性分析

建立了掺铥(Tm^(3+))光纤放大器对双单频激光放大的理论模型,对比分析了前向抽运方式下,双单频放大和单频放大时泵浦功率、信号功率、受激布里渊散射(SBS)功率,以及温度情况的不同。理论仿真了Tm^(3+)离子掺杂浓度、光纤纤芯的有效面积和换热系数对双单频放大的影响。适当的掺杂浓度,可以有效地缩小放大器中光纤长度,减弱因过长的光纤对激光的损耗,还可以提高放大器的量子效率;选取较小的光纤的纤芯有效面积,可以获得较高的信号功率输出和较小的SBS功率:较小的换热系数可以降低SBS功率,从而有效抑制SBS效应。

计算掺铥光纤放大器增益的解析方法

从稳态条件铥离子 (Tm3 + )粒子速率方程出发 ,进行合理的近似 ,得出掺铥光纤放大器 (TDFA)增益的解析表达式。计算了三种不同参数的TDFA的增益 ,解析解与实验数据及数值求解结果比较显示 。

1064nm波长双向泵浦的S波段掺铥石英光纤放大器(英文)

研究了1064nm波长双向泵浦的掺铥石英光纤放大器(TDSFA),测量了信号开关增益随泵浦功率和信号波长的变化情况.在最大入纤功率1400mW泵浦下,放大器在1 485～1 517 nm的较宽范围内具有放大能力,最大增益3.76dB.分析表明,弱的基态吸收和强的激发态吸收限制了放大器增益的进一步提高,表明上转换泵浦的TDSFA是可行的.

掺杂光纤放大器发展及其应用

介绍了国际上掺杂光纤放大器的发展动向及其应用,主要包括掺铒光纤放大器、掺铒碲基光纤放大器、掺铥光纤放大器及掺镨氟化物光纤放大器,并指出相关光放大器的发展趋势。

S波段光纤放大器的研究

文章介绍了掺铥光纤放大器（TDFA）和增益位移掺铥光纤放大器（GS-TDFA）的基本工作原理。分析了不同的泵浦波长选择。随后，作者提出了一种使用半导体激光器泵浦两级高掺杂掺铥光纤的增益位移放大器方案。采用此方案的光纤放大器在30nm工作带宽上光增益大于20dB，饱和输出功率大于17dBm，噪声指数为5．9～6．2dB。

光纤放大器的研究动态

介绍了国内外光放大器的最新研究动态,主要包括掺铒光纤放大器、掺铥光纤放大器、光纤喇 曼放大器及半导体光放大器,并指出相关放大器的发展趋势,最后对光纤放大器的特性进行了比较分析。

S波段光纤放大器研究进展

迅速膨胀的数字信息服务量使拓展光纤通讯带宽成为迫切需求,S波段光纤通讯窗口的开发利用已迫在眉睫,本文介绍了掺铥光纤放大器(TDFA)、增益位移掺铥光纤放大器(GSTDFA)、拉曼放大器(RFA)等S波段光纤放大器的工作原理及研究进展情况。

S-band光纤放大器的研究进展

主要介绍了几种S-band光纤放大器,包括光纤喇曼放大器(RFA)、增益位移掺铥光纤放大器(GS-TDFA)、掺铒光纤放大器(EDFA)和光学参量光纤放大器(OPA),综述了其原理、特点、研究现状及发展趋势。

增益开关锁模2μm铥/钬共掺光纤激光器

首次报道了中心波长为1958nm的增益开关锁模铥/钬共掺光纤激光器,增益开光脉冲包络和锁模次脉冲的重复频率分别为20kHz和14.8MHz。将此增益开关锁模光纤激光作为种子源,在掺铥光纤放大器中产生了平坦的超连续谱光源。超连续谱的最大输出功率为2.17 W,其长波长边已扩展到2750nm,10dB带宽约为640nm(光谱范围1953～2593nm)。

大模场掺铥光纤增益特性研究

为了进一步提升光纤激光器的输出功率,采用大模场面积掺铥光纤来抑制非线性效应,利用非均匀布喇格掺铥光纤结构,通过优化参量,在满足单模传输条件下获得模场面积为719μm2的大模场面积光纤。基于此光纤建立了793nm波长抽运下大模场掺铥光纤放大器理论模型。由于大模场面积光纤能降低光功率密度,抑制Stokes光功率,因此该种光纤放大器在高抽运功率下相比普通单模光纤放大器能够得到更大的输出功率。结果表明,当抽运光功率为100W时,所设计大模场面积光纤与普通单模光纤相比,转换效率提高5%,达到40%,输出功率达到41.01W。以上研究对于实际掺铥光纤放大器的设计有重要应用价值。

关于光放大器的最新发展及应用

介绍了国际上光放大器的最新发展及应用 ,主要包括掺铒光纤放大器、Er3+ :Yb3+ 共掺玻璃波导放大器、掺铥光纤放大器、光纤拉曼放大器及半导体光放大器 ,并指出相关光放大器的发展趋势 .

530 W全光纤结构连续掺铥光纤激光器

采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂法制备了掺Tm^3+石英光纤预制棒,并拉制成纤芯/包层尺寸约为25/400μm的双包层掺Tm^3+光纤,通过电子探针显微分析测得其中Tm2O3和Al2O3的浓度分别为2.6 wt%和1.01 wt%,在793 nm处测得的包层吸收为3 dB/m.基于上述大模场掺Tm^3+光纤,搭建了一个高功率全光纤主振荡功率放大结构的掺Tm^3+光纤激光器,窄线宽掺Tm^3+种子源经过一级放大后,最高输出功率达到530 W,对应的斜率效率为50%,输出激光的中心波长为1980.89 nm.实验中没有观察到明显的放大自发辐射和非线性效应,输出功率仅受限于抽运功率.该结果为目前国内2μm波段全光纤结构激光器实现的最高输出功率,验证了国产掺Tm^3+石英光纤在高功率系统中的可靠性.

光纤放大器应用及研究进展

详细介绍了光纤放大器的放大原理及分类,重点讨论了各类光纤放大器的最新研究进展 以及存在的问题;对光纤放大器的发展进行了展望。

S-波段光纤放大器及其研究进展

介绍了实现 S-波段放大的 3种光纤放大器 ;掺铥光纤放大器 (TDFA)、增益位移 TDFA(GSTD-FA)和光纤喇曼放大器 ,就其原理、结构。