放大自发辐射光源校准方法探讨

放大自发辐射光源作为一种低相干性的宽谱光源,在光纤光栅传感领域、光通信和光器件测量领域有着非常重要的应用。通过对放大自发辐射光源的原理和结构的分析,提出了针对此类仪器的计量性能,主要技术参数包括波长范围、光谱功率密度、光谱平坦度、最大输出功率、光功率稳定度和偏振度测量等,能够较全面地评价放大自发辐射光源的计量特性。系统地分析了每个参数与仪器设备性能的联系,并给出了每个参数的校准方法。经过大量的试验验证,证明这种校准方法合理,能够较全面地评价放大自发辐射光源的计量特性。

基于掺铒光纤放大自发辐射的宽带光源优化研究

提出并设计了一种双向泵浦、双程结构的掺铒光纤放大自发辐射宽带光源。对该光源的实现方案和优化效果进行了实验研究,并分析了该光源的输出功率转化效率、光谱平坦度以及工作稳定性。结果表明,和前向泵浦ASE输出相比,该结构所产生的宽带光源泵浦转化效率提高8.24%,在不加任何滤波器条件下1525~1557 nm之间光谱平坦度提升1 dB,3 dB线宽增加24.56 nm。实现了1 h内光功率和光谱的稳定输出,可为光纤传感、光谱分析等领域提供光源。

宽带Er-Tm共掺石英光纤放大自发辐射特性分析

探索了新型Er-Tm共掺石英基质超荧光光纤光源的特性,在粒子数方程和功率传输方程的基础上对其放大自发辐射(ASE)特性进行了理论分析。在单向泵浦中,分析了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性,描述了在不同光纤长度、离子浓度及泵浦功率下信号谱的变化趋势;在双向泵浦中,讨论了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性以及信号谱相对于光纤长度和泵浦功率的稳定性。结果显示,利用Er-Tm共掺石英基质光纤可以获得稳定的100nm放大自发辐射带宽,大约是传统掺铒光纤超荧光光源带宽的两倍,但输出功率比后者低3个量级以上。

磷酸盐光波导激光器放大自发辐射的数值模拟

系统地研究了Er3+:Yb3+共掺磷酸盐玻璃波导的性质,在稳态情况下建立并求解速率方程。利用数值分析的方法模拟了980nm二极管激光器抽运时激光器的放大自发辐射(ASE)特性。模拟时用到的主要参数为:信号光的散射损耗α(1530)=8．2×10-2dB／cm, 980nm时Yb3+的吸收和发射截面积分别为5．4×10-25m2和6．9×10-25m2,980nm时Er3+的吸收和发射截面积分别为1．65×10-25m2和1．21×10-25m2,Yb3+-Er3+间的能量传递系数为1．9×10-23m3／s,共谐上转换系数为8．09×10-25m3／s。

喇曼放大器的自发辐射噪声特性分析

通过泵浦波和信号波光子数的耦合方程 ,分析了ASE噪声的产生 ,以及ASE噪声的简化模型。通过此简化模型 ,得出了由ASE噪声引起的噪声功率损失 。

掺铒光纤ASE宽带光源的实验研究

掺铒光纤ASE源是一种优良的宽带光源,受到人们广泛关注。实验研究了掺铒光纤ASE宽带光源单、双程结构后向ASE输出光谱特性,当泵浦光中心波长为1480 nm时,分别考察了掺铒光纤长度、泵浦光功率对后向ASE输出平坦区间宽度和平坦度的影响。通过对两种结构下后向ASE输出光谱的分析比较发现,双程结构在L波段长波长处,尤其是1570～1620 nm波长范围,功率显著提升,从而使得ASE光谱的平坦区间宽度增大,平坦度提高。所得实验结果将为掺铒光纤ASE宽带光源的研制提供依据。

一种高效率的L波段掺铒光纤ASE宽带光源

利用双程双向泵浦单级掺铒光纤的结构实现高效率的L波段掺铒光纤放大自发辐射输出，同时选择1480nm半导体激光器作为泵浦源，高掺杂铒光纤为增益介质，通过优化铒光纤长度，获得了在1566～1604nm（38nm），自发辐射谱功率高于-16dBm，总输出功率13．7dBm的L波段掺铒光纤放大自发辐射光源。该光源结构相比于双程前向泵浦结构的L波段掺铒光纤放大自发辐射光源，其泵浦效率从11．8％提高到23．4％。

利用C波段ASE补偿的双通掺铒光纤宽带光源(英文)

报道了一种基于掺铒光纤的两级宽带光源.通过采用双通结构和循环利用C波段放大自发辐射,极大地节省了用于产生L波段放大自发辐射所需的泵光功率.利用一支啁啾布拉格光栅作为光谱平坦器,实现了76 nm的平坦输出光谱.

基于铋基和硅基掺铒光纤联合的超宽带ASE光源(英文)

提出了并实验演示了利用247 cm新型铋基掺铒光纤和10 m传统硅基掺铒光纤联合作为增益介质、采用双向泵浦结构的超宽带放大自发辐射光源.分析了其物理机理,并与其它不同形式的结构,包括已报道的类似结构,做了实验比较和理论分析.在低于240 mW的总泵浦功率和没有使用任何外部谱平坦滤波器的情况下,通过优化传统硅基掺铒光纤长度和两泵浦源的功率,获得了96 nm(1 522 nm～1 618 nm)的波长范围(大于-20 dBm/2 nm功率密度时)和超过11 dBm的总输出功率,该ASE光源的-10 dB带宽超过了87 nm,其谱的峰值功率密度达到了-2 .5 dBm/2 nm.

半导体光放大器宽带ASE噪声谱数值模型

采用宽带数值模型 ,计算了半导体光放大器 ( SOA)中宽带 ASE谱在空间和频域的演化。结果表明 ,在 SOA有源区内的载流子密度分布是高度非均匀的。在小信号注入时 ,正向和背向 ASE是引起SOA中强的纵向空间烧孔效应的主要因素。

光谱精确可控Sagnac环滤波器及其在ASE光源中的应用

研究了一种结构新颖、光谱特性可精确控制的Sagnac环滤波器,此滤波器通过在传统Sagnac环中插入两段高双折射光纤和一个偏振控制器构成。利用等效光路和传输矩阵法理论研究了该滤波器的滤波特性。研究结果表明:固定两段高双折射光纤参数,仅通过调整偏振控制器的状态,便可精确控制Sagnac环滤波器的滤波光谱特性。将Sagnac环滤波器用于掺铒光纤(EDF)放大自发辐射(ASE)光源的光谱平坦滤波,通过调节偏振控制器三个波片的倾斜角度,实验获得了光谱平坦的宽带ASE激光。

高功率光纤激光器中ASE噪声的测量方法（英文）

高峰值功率脉冲光纤激光器在激光雷达系统中有着广泛的应用。然而,光纤激光器中放大自发辐射噪声(ASE)严重影响了系统的探测性能。提出一种测量高峰值功率脉冲光纤激光器中ASE噪声的方法。在该方法中,首先对高峰值功率的激光脉冲衰减,然后在时域分别测量和计算ASE噪声和激光脉冲的相对能量。给出了光纤激光器在驱动电流分别为6A,7A和8A时衰减后的ASE噪声廓线以及ASE噪声占激光脉冲能量的比例。

ASE光源泵浦掺铥双微球腔实现2μm激光的产生及放大

本文提出了一种双Tm^(3+)掺杂二氧化硅微球-锥光纤(TDSM-TOF)结构C波段放大自发发射(ASE)光源来激发产生2μm回音壁模(WGM)激光,并实现产生激光的放大。搭建实验装置测量了TDSM,和TDSM,及其级联的吸收光谱和激光光谱。ASE光源是非偏振光,可提供任意偏振的掺饵微球腔的泵浦源以抵消环境振动引起的偏振变化的影响。本实验观察到六个光子吸收的上转换荧光.

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。

基于新型长周期光纤光栅的掺铒光纤放大器

报道了基于高频CO2 激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅的低噪音掺铒光纤放大器 ,这种新型长周期光纤光栅是用大约几千Hz的高频CO2 激光脉冲对光纤玻璃热冲击作用而形成的 .在铒纤中插入一个长周期光纤光栅 ,会明显减少掺铒光纤放大器的放大自发辐射 (ASE)噪音 .报道了两种低噪音掺铒光纤放大器 ,作为前置放大器和线路放大器 ,它们的ASE噪音指数分别从 4 .0dB减少到 3.5dB和从 4 .8dB减少到 4 .3dB ,并且在作为线放时 ,其小信号增益从 30dB提高到37dB ,降噪及提高增益效应十分显著 .

双包层光纤放大器小信号时放大的自发辐射特性研究

基于速率方程,针对不同的泵浦方式,对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器小信号放大时放大的自发辐射(ASE)特性进行了全面研究。研究结果表明:反向泵浦时,ASE+输出功率大于ASE-输出功率,各波长分量对ASE+输出功率的贡献大于该波长分量对ASE-输出功率的贡献;增加纤芯数值孔径,无论正向泵浦还是反向泵浦,ASE输出功率都单调减小;当包层对芯径面积之比小于某一特定值时,对于反向泵浦,ASE+输出功率大于ASE-输出功率。这些特点显示了小信号放大时ASE与大信号放大时ASE所存在的差异。

放大自发辐射光噪声的加速老化研究

掺铒光纤放大自发辐射(ASE)光源广泛应用于光纤传感、通信、精密测量等领域。光噪声在长期连续工作时对后续检测或测量系统的精度和灵敏度影响很大,但至今少见报道。在此,利用加速老化系统对ASE光源的光路部分进行343 K加速老化实验,并在过程中原位监视了其光噪声的演化情况。根据阿伦尼斯模型,换算得到ASE光源在室温环境下连续工作期间,前3200 h内其光信号噪声下降了约0.0743μV2Hz-1,而后的44416 h中缓慢增加了0.0338μV2Hz-1。在老化前后,光噪声均为光功率的二次函数,通过拟合可得到,其二次项系数α(或称为光相对强度噪声系数)和一次项系数β(或称为光散粒噪声系数)。经过老化实验,两系数α和β都相应的增加,其中α增加了0.010μV2μW-2Hz-1,β增加了0.054μV2μW-1Hz-1。同时经过老化实验,ASE光源光谱发生形变且不可恢复。

一种简单而性能优良的C+L波段掺铒宽带光源

报道了一种结构简单、工作在C+L波段的掺铒宽带光源。实验中用3 dB宽带耦合器作为光纤反射镜,同时利用功率控制电路使光源输出光稳定,先用两个980 nm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26.67 mW(14.26 dBm)的C+L波段ASE光输出,平均波长1550.887 nm。之后采用一个二极管实现双抽运得到了同样的结果。

新颖的双通道输出高功率掺铒光纤宽带光源

在分析L波段放大自发辐射(ASE)谱产生原理的基础上,设计出一种新颖的双级结构掺铒光纤ASE宽带光源,该光源可在两个端口分别输出高功率的C波段和L波段的ASE谱.设计将C波段ASE谱注入到掺铒光纤中作为L波段ASE谱的二次抽运源,使得L波段ASE谱功率得到了有效提高.优化光源结构参量后从两个端口分别获得了12.97 dBm和12.81 dBm的C波段和L波段ASE宽带谱.将两个输出端口组合得到了功率为15.9 dBm,泵浦转换效率达到21.6%的C+L波段超宽带ASE光源.