铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器及上转换性质

研究了采用离子交换和电场辅助退火法制作的铒镱共掺磷酸盐波导放大器的增益特性,测量了Er2O3,Yb2O3掺杂浓度分别为2·2wt%和4·7wt%,长度为1·2cm的器件增益,在130mW,976nm泵浦光泵浦下,输入信号光功率小于1mW时,在1535nm处得到8·5dB的小信号相对增益;当泵浦功率为30mW时,可观测到绿色的上转换辐射光,发光强度随泵浦功率增加而增大;通过单色仪和光电倍增管接收此光,确定是铒粒子由2H11/2和4S3/2能级分别跃迁至基态的上转换辐射光.

铒镱共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的进展

本文介绍了铒镱共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的工作原理、结构、制作工艺以及最新进展和发展趋势。

前后双泵铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器增益特性

在铒镱共掺磷酸盐玻璃波导放大器系统的速率方程和传输方程中,考虑上转换效应,并引入描述波导中信号光和泵浦光光场相互作用的重叠因子,以此讨论前后双泵结构与单前泵结构中,Er/Yb共掺比、泵浦光和信号光功率、泵浦光模数等因素对信号光增益的影响,并得到信号光增益光谱和放大自发辐射光光谱。模拟结果表明,与单前向泵浦相比,相同功率条件下,前后双向泵浦中,泵浦功率密度低且均匀分布,上转换效应被有效抑制,1532nm处信号光增益增大约2dB/cm,放大自发辐射光总功率提高。前后双向泵浦同样可以减弱多模泵浦光对增益的负面影响。数值模拟结果与实验值基本一致。

铒镱共掺光波导放大器的优化

本文介绍了光波导放大器的理论,分析了由于铒离子吸收截面小和铒离子浓度过高带来的聚集效应,并认为由该聚集效应引起的协同上转换和激发态吸收会限制掺铒磷酸盐光波导放大器的增益。将镱离子作为敏化剂掺入到光波导放大器中,不仅可以降低饵离子高浓度引起的聚集,而且可以有效地解决光波导的增益问题。在考虑协同上转换效应的基础上,用龙库算法研究了饵镱共掺的光波导放大器,讨论了镱离子浓度和波导长度两个主要影响因素,并且计算出了最佳的波导长度和最佳的掺镱浓度。

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。

镱铒共掺Al_2O_3光波导放大器的净增益特性

将中频磁控溅射方法沉积制备的镱铒共掺Al2O3薄膜刻蚀成矩形截面、直线通道的光波导放大器·测量了净增益与抽运功率的关系,结果表明:净增益随抽运功率近似线性增加,阈值抽运功率为18mW;抽运功率为68mW时,长2.24cm的光波导放大器净增益为8.44dB·数值模拟结果显示,相同抽运功率下的净增益为10.6dB·

铒镱共掺波导放大器的增益特性

在忽略放大自发辐射(ASE)及均匀掺杂和稳态的情况下,在初始能量转移效率的基础上从速率方程和传输方程出发,推导出了用于分析铒镱共掺波导放大器(EYCDWA)的新公式.利用这些公式分析了泵浦光功率、信号光功率、掺杂浓度、波导长度对放大器增益特性的影响,并与单掺铒波导放大器(EDWA)进行了比较,得到了一些具有实用价值的模拟结果.

铒镱共掺光波导放大器增益特性模拟和性能优化

在分析铒镱共掺系统的能级结构和相关跃迁的基础上,根据速率方程和传输方程,建立了EY-CDWA的增益模型,给出了EY-CDWA的增益公式,对增益特性进行了模拟,并对影响放大器增益的波导长度及泵浦功率等相关条件进行了优化。模拟计算中建立了参数优化方案,实现了放大器泵浦波长、泵浦功率和增益的同步优化,得到最佳长度下的最大增益,该理论模型应用于实际制作的Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器,结果与实验数据相符。

铒镱共掺波导放大器能级粒子数分布的研究

在考虑放大自发辐射(ASE)、均匀掺杂和稳态的情况下,数值求解出铒镱共掺波导放大器(EYCDWA)在前端单向泵浦、后端单向泵浦和前后两端双向泵浦三种泵浦方式下波导内部的各能级粒子数分布。对EYCDWA各能级粒子数的计算不仅揭示了一些已知现象的产生原因,也发现了一些新的规律,如铒离子亚稳态能级上粒子数变化率最大的地方表现为EYCDWA内部具有增益极值;在前端单向泵浦方式下靠近波导输出端该能级上的粒子数最少,EYCDWA产生的噪声最小。

离子交换法制备铒镱磷酸盐波导光放大器

采用离子交换法制备铒镱共掺磷酸盐波导光放大器,实验研究交换熔盐中的Ag离子浓度和交换时间对波导折射率和深度的影响.首先通过微电子的一些基本工艺制备8μm,10μm以及12μm宽度的Al条形掩模,并根据不同的AgNO_3浓度以及不同的交换时间得到不同的波导深度样品.然后在光学位移平台上对制备的条形波导进行测试,其中10μm宽,6μm深的条形波导的信号光输出功率为9μW,信号光净增益达3.0 d B/cm.

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.

915nm泵浦混合掺铒/铒镱共掺双包层光纤放大器

研究了一种混合掺铒/铒镱共掺光纤放大器,用掺铒光纤放大器作为输入信号的预放大器,用铒镱共掺双包层光纤放大器作为主放大器。掺铒光纤放大器采用20m长掺铒光纤作为增益介质,采用最大输出功率318mW的单模半导体激光器二极管作为泵浦源,预放大器获得的最大输出功率是113mW。铒镱共掺光纤放大器采用14m长铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,采用2个915nm多模半导体激光二极管作为泵浦源,在输入信号功率为10mW、信号波长1555nm时,混合光纤放大器获得了最大输出功率为32.04dBm,即1.6W,与此相应的混合光纤放大器的光-光转换效率为18.5%。

双包层Er^(3+)-Yb^(3+)共掺磷酸盐光纤放大器的研究

提出了一种新的基于磷酸盐的铒镱共掺双包层掺铒光纤放大器。在分析了铒镱共掺系统能级,忽略放大自发辐射与激态吸收的基础上,通过Runge-Kutta法求解速率方程,边界方程,数值计算结果得出:双包层铒镱共掺磷酸盐光纤放大器具有更优良的增益特性,其单位长度增益高于硅酸盐双包层铒镱共掺光纤放大器,它应该是传统硅酸盐双包层铒镱共掺光纤放大器的有力竞争者和替代者。

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。

Er^(3+)/Yb_(3+)共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益综述

主要从磷酸盐玻璃光纤的离子掺杂浓度、量子转换效率、信号波长与功率、抽运波长与功率以及光纤长度等方面概述了Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益。并简要介绍了国外在该方面的研究进展。

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。

LD泵浦的镱铒共掺磷酸盐玻璃的光谱性质和激光性质

制备了Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃。通过分析其吸收光谱,根据McCumber理论计算得到了Er3+离子在波长1533 nm处的峰值发射截面为0.84×10-20cm2,4I13/2能级的荧光寿命为8.5 ms。利用激光二极管作为泵浦源,成功地实现了Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器的连续运转。在室温下,获得最大激光输出功率为80 mW,斜率效率为16.5%。

铬镱铒共掺磷酸盐玻璃光谱和激光性质研究

测定了Cr14-05铬镱铒共掺磷酸盐玻璃的主要热光参数,并测试了吸收、荧光光谱和激光性能等。结果表明该玻璃具有较好的光谱和热光性质,其激光输出性能可满足人眼安全激光测距光源应用的要求。

铒镱共掺磷酸盐光纤环形腔脉冲激光器

利用管棒法拉制出单位长度增益大于3.0dB/cm的高掺杂浓度的铒镱共掺磷酸盐单模光纤;以这种光纤作为增益介质,并利用非线性偏振旋转技术实现了毫瓦级脉冲激光输出.当泵浦功率为300mW时,环形腔光纤激光器的平均输出功率为8.13mW,脉冲重复率为17.1MHz,脉冲激光光谱的3-dB带宽为0.49nm,转换极限脉冲宽度为5.0ps.

铒镱共掺光纤放大器增益特性研究

利用Matlab软件和龙格-库塔算法模拟铒镱共掺光纤放大器的增益特性随入纤泵浦功率、注入信号光功率、光纤长度以及光纤内稀土离子掺杂浓度等参数的变化。研究发现,铒镱共掺光纤放大器的信号光增益随入射泵浦光功率的增大而增大,随注入信号光功率的增大而减小;放大器内光纤长度存在一个最佳值;分别注入小信号和大信号时,铒离子浓度与镱离子浓度的最佳掺杂比例分别约为1∶4和1∶8,这些对于铒镱共掺光纤放大器的优化设计具有指导意义。