掺镱光纤放大器的啁啾脉冲失谐放大特性

研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1053nm的啁啾脉冲放大特性,发现针对高斯或超高斯脉冲,采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱,从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制,发现对压缩质量影响较小。

有限元法模拟掺镱光纤放大器的脉冲放大特性

为了简单、快捷地模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性,采用有限元软件FEMLAB模拟掺Yb3+双包层光纤放大器的脉冲放大特性。用与快速傅里叶法模拟Yb3+光纤放大器脉冲放大特性相同的参量计算了在915nm前向抽运下,光纤放大器中的上能级粒子数,抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性,得到的与快速傅里叶法模拟的一致的粒子分布图等特征图,而且比快速傅里叶法得到更多和更准确的结果。结果表明,应用FEMLAB只需根据掺Yb3+光纤放大器的方程组,可以方便、快捷地确定参数进行数值模拟,对掺镱光纤放大器的系统设计和参量优化具有很好的参考价值。

频率失谐对掺镱光纤放大器中光脉冲传输特性的影响

为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性,建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了其传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。结果表明:对于掺镱光纤放大器,随着在放大器中的传输,光脉冲在放大的同时被展宽,产生变形,其功率谱加宽;当出现频率失谐时,光脉冲的放大能力减弱,并且失去输入时的对称性。若光脉冲中心频率沿不同的方向偏离介质增益峰值频率,脉冲变形规律不同。因此在设计放大系统时应该考虑光纤放大器的色散、非线性效应以及频率失谐对光脉冲传输特性的影响。

掺镱光纤放大器中受激拉曼散射的数值分析

采用描述泵浦光、信号光和Stokes光的稳态速率方程组,对不同光纤参数及泵浦光参数下掺镱光纤放大器内的泵浦光、信号光以及Stokes光沿光纤轴向的演化进行了数值分析.结果表明:受激拉曼散射的发生会导致信号功率在达到增益饱和之前迅速下降;增大泵浦功率,采用掺杂浓度较高的掺镱光纤以及较大吸收截面的泵浦光可以在较短光纤内获得较好的信号放大而避免受激拉曼散射的发生.

掺镱光纤放大器(YDFA)特性的研究

根据二能级近似模型 ,在忽略光纤损耗和放大自发辐射 (ASE)的条件 ,引入光场与掺杂分布的重叠因子 ,得到掺镱光纤放大器 (YD FA)中速率、传输方程的解析解 ,在此基础上得到了放大器增益的解析表达式、阈值泵浦功率表达式和小信号下最佳光纤长度表达式 ,并利用数值模拟结果对放大器的增益、泵浦阈值、最佳光纤长度进行分析和讨论。

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。

双程掺镱光纤放大器的增益特征及优化

比较了掺钕光纤和掺镱光纤对1064 nm光放大的特点.基于速率方程和传输方程,数值分析了在915 nm泵浦下双程掺镱光纤放大器的增益特征,并且和传统的单程放大进行了比较.分析了信号光和泵浦光,以及粒子数沿着光纤方向的分布特点.最后对双程掺镱光纤放大器进行了优化.

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。

掺镱光纤放大器的实验研究

介绍了利用国产掺镱光纤设计的掺镱光纤放大器的放大特性,分别把单频二极管抽运固体激光器(DPL)和窄线宽的半导体激光器(LD)产生的单频激光注入到掺镱光纤放大器中,对连续信号采用静态和交流调制两种形式进行放大,仅用18m光纤就获得超过26dB的增益。

1mJ窄线宽掺镱脉冲光纤放大器

通过将固体激光器种子源与光纤放大技术相结合的方式,报道了一个单脉冲能量约为1 mJ,同时窄线宽保持在约0.1 nm的大模场面积的掺镱脉冲光纤放大器。不同于传统固体种子源一级大芯径光纤放大结构,所采用的两级掺镱双包层光纤(YDCF)放大结构空间耦合调节更简单。放大过程中采用了多种非线性效应抑制方法,放大输出光中未出现明显的SBS、SRS等非线性效应,信噪比超过30 dB。放大后平均功率10.07 W,相比0.38 W的种子光提高了14.23 dB。在10 kHz重复频率下,单脉冲能量约1 mJ,输出光脉宽50 ns,放大输出光束质量M^2=3.72。所实现的毫焦量级窄线宽脉冲光纤放大器可运用于激光遥感、激光测量及非线性频率变换等应用领域。

级联双包层铒镱共掺光纤放大器的性能分析

基于速率方程和光传输方程,对级联双包层铒镱共掺光纤放大器(Er3+/Yb3+co-DopedFiber Amplifier,EYDFA)进行了研究.数值模拟计算得到级联双包层EYDFA的最佳光纤长度,以及前后向泵浦功率之比和光隔离器位置对于增益以及噪音系数的影响.通过选择合适的前后向泵浦功率之比和隔离器的位置优化级联放大器结构,其增益提高了4dB,噪音系数降低了近3dB.

掺镱光纤放大器混沌输出随机特性研究

对混沌激光在放大过程中的随机特性进行了实验研究。基于光纤中的非线性克尔效应,通常采用环形腔结构来产生混沌激光。通过控制泵浦源电流实现了不同功率混沌激光的输出,并利用掺镱光纤放大器进行放大。然后,利用排列熵、偏度和峰度对混沌激光放大过程中的随机特性进行了定量分析。结果表明:排列熵随光纤放大器泵浦电流的增大而减小并趋于一个稳定值;在排列熵相近时,偏度和峰度随光纤放大器泵浦电流的增大呈先增大后减小的趋势,即放大过程中混沌激光的随机特性先减小后增加。

掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的优化算法

利用平均反转率迭代算法计算掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的稳态速率方程组,并采用遗传算法对分布泵浦功率的大小和每段光纤长度同时进行优化。评估函数中引入了每段光纤中最高温度的标准方差,以确保每段光纤中的最高工作温度是相同的。通过优化,7段泵浦的最高温度和标准方差分别为126.34℃和1.95℃,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为119.76℃和2.12℃。而未经优化的7段泵浦的最高温度和标准方差分别为147.12℃和21.37℃,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为139.95℃和20.83℃。计算结果表明:泵浦方式的优化降低了最高温度和标准方差,实现了光纤中温度分布的均匀性,并且通过增加泵浦段数可以进一步降低最高温度和平坦温度分布。

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.

应用FEMLAB模拟掺镱双包层光纤放大器脉冲放大特性(英文)

应用FEMLAB软件模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性.计算了在915 nm前向抽运下,光纤放大器中的上能级粒子数,抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性.与文献上的结果进行比较证明了该程序的有效性.

基于铒镱共掺光纤放大器的仿真研究

基于铒镱掺杂光纤放大器具有光纤短增益特性好的优点,对在混合光纤放大器中用铒镱掺杂光纤放大器来代替掺铒光纤放大器的方法进行了研究,并对铒镱光纤的长度和掺杂浓度进行了精心的选择,而后利用仿真软件对在2.5Gb/s和10Gb/s速率下的混合光纤放大的DWDM系统进行了仿真分析。

光纤长度优化的高功率铒镱共掺光纤放大器

为了研究不同增益光纤长度下1555nm高功率光纤放大器的输出功率,采用两级混合结构的方法,用掺铒光纤放大器和双包层铒镱共掺光纤放大器分别作为1级预放大器和2级主放大器。掺铒光纤放大器对信号光进行预放大,并提高放大器的信噪比;双包层铒镱共掺光纤放大器为主放大器,其双包层结构可以把更多的多模抽运光耦合进系统。对铒镱共掺光纤的最佳长度做了理论分析和实验验证,在信号光功率为10mW、掺铒光纤放大器的抽运功率为318.58mW、双包层铒镱共掺光纤放大器的抽运功率为11.71W、增益光纤长度为14m时,输出功率取得了2.11W的实验数据。在分析输出信号光谱时发现,L波段附近有放大自发辐射谱出现,这是选择的增益光纤过长导致的。结果表明,在光功率和信号光功率一定时,光纤放大器有一个最佳的光纤长度。这一结果对研究光纤放大器的高功率输出是有帮助的。

掺Yb^(3+)光纤放大器的速率-传输方程分析

文中分析了描述掺Yb3+光纤放大器(YDFA)的能级速率方程和光传输方程,得到了掺Yb3+光纤放大器的速率-传输方程组在稳态条件下的解析解,在此基础上得到了泵浦阈值和小信号下最佳光纤长度的表达式,并利用数值模拟结果对放大器的增益特性、泵浦阈值、最佳光纤长度进行分析和讨论。

用于相干合成大模面积光纤放大器的实验研究

报道了一种用于激光束相干合成的大模面积掺镱双包层光纤放大器的实验研究,采用后向抽运的方式,放大器输出功率为1 .61 W,放大后信号光的3 dB线宽为0 .027 nm,并保持了输入信号光的优良光谱特性.从实验上深入研究了在该种放大器中,剩余抽运光功率、前向输出功率、后向输出功率等随抽运功率变化的规律.实验研究的目标是探索相干合成的方法,所设计的输出激光束线宽既保证了足够的相干长度,同时又能有效抑制受激布里渊散射.

MOPA方式高峰值功率脉冲光纤放大器模拟

为了研究如何从脉冲种子光经放大器后获得能量为毫焦级、纳秒级脉宽的激光脉冲,以及重频、受激喇曼效应对输出激光脉冲的影响,采用基于主振荡动率放大方式建立了3级脉冲双包层掺Yb光纤放大器的瞬态理论模型。在不同重频下对能量为10nJ、脉宽为100ns的脉冲种子光经放大后的脉冲能量、峰值功率、平均功率、脉宽及受激喇曼效应进行了数值模拟。计算数据表明,当重频小于200Hz时输出激光脉冲的能量、波形受重频的影响很小,可以忽略不计,在适当参量下受激喇曼效应对各级放大输出几乎没有影响。结果表明,适当选择3级光纤放大器的各项参量可以实现毫焦级的激光脉冲输出。