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。

宽带YDFA的设计

介绍了掺镱光纤放大器的基本结构和基本原理及掺镱光纤的特性。由于激发态2F5/2和基态2F7/2的间隔比子能级的间隔大得多,且粒子数在各子能级达到热平衡分布的时间很短,所以用类似EDFA的二能级系统模型来研究YDFA,在二能级系统上建立掺镱光纤放大器模型,并在不考虑ASE的情况下进行了数值模拟,分析了不同泵浦功率下的最佳光纤长度和掺镱光纤放大器的增益谱特性。在此基础上重点介绍了掺镱光纤放大器的设计,并通过试验加以验证。

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。

掺镱光纤放大器增益特性的理论分析

在引入光场与掺杂分布的重叠因子及忽略放大自发辐射(ASE)和光纤损耗的情况下,通过求解掺Yb3+光纤放大器(YDFA)的能级速率方程和光传输方程,得到了在稳态条件下YDFA的速率-传输方程组的解,推导出了泵浦阈值、放大器增益、最佳光纤长度的表达式.研究了泵浦光、信号光、掺杂浓度、最佳光纤长度、最佳光纤长度下增益之间的内在联系.最后对数值模拟结果进行了分析和讨论.

掺镱光纤放大器的优化设计

掺镱光纤放大器（ＹＤＦＡ）以其简单的能级结构，不存在对信号或泵浦的激发态吸收，不存在浓度淬灭效应以及有较宽的吸收光谱和发射光谱而引起了人们的重视．本文分析了隔离器、滤波器和光纤光栅对ＹＤＦＡ的优化原理，并讨论了隔离器、滤波器在激活光纤内的最佳位置，分析方法采用了简单的分段模型．

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。

掺镱光纤放大器的优化:隔离器、滤波器和光纤光栅的使用

用简单的分段模型分析了内插特殊光学元件的掺镱光纤放大器 ,分析表明 ,隔离器、滤波器和光纤光栅的使用不但可以提高放大器增益 ,而且同时能够使噪声特性得到优化 ,文中还讨论了隔离器、滤波器在光纤内的最佳位置。