高功率Er/Yb共掺光纤超荧光光源

为了获得高功率超荧光输出,采用6个976nm的LD,通过一个光纤束耦合器同时抽运Er/Yb共掺光纤,分别研究了单程后向结构和双程后向结构超荧光光源的输出特性。采用单程后向装置,当抽运功率为957mW时,输出功率为120.4mW,斜率效率达到17.5%。在双程后向结构的实验装置中加入4m掺Er光纤,有效地将超荧光的3dB带宽拓展到88nm。

基于体布拉格光栅的高功率可调谐Er/Yb共掺光纤激光器

主要介绍基于体布拉格光栅(VBG)的宽调谐Er/Yb共掺光纤激光器.通过中心波长为976nm的半导体激光器(LD)包层泵浦Er/Yb共掺光纤,并利用VBG作为波长选择器件,在耦合进入光纤的泵浦光功率为51W的情况下,实现了13.1W的功率输出,激光中心波长为1570nm,相应的斜效率约26.6%.通过改变VBG的工作角度,实现了1532-1570nm连续可调谐激光输出,调谐范围达38nm,基本覆盖了整个光纤通信低损耗的C波段(1530-1565nm),激光功率输出水平≥10.66W.

全光纤型Er/Yb共掺光纤短腔激光器

报道了一种高输出功率、高斜率效率的短腔ErYb共掺杂光纤激光器。激光谐振腔由一段ErYb共掺杂单模光纤与一对布拉格反射波长相同的光纤布拉格光栅(FBG)组成。反射率为60%的光纤光栅用作光纤激光器谐振腔的输出,3dB带宽为016nm。反射率为99%的光纤光栅作为高宽带反射腔镜,同时作为抽运光输入端,3dB带宽102nm。以980nm激光二极管(LD)作抽运源进行实验。使用不同的抽运功率分别测量不同长度的ErYb共掺杂光纤,优化光纤激光器谐振腔得到的最佳长度仅为13cm。即选用13cmErYb共掺杂光纤作为增益介质来制作短腔ErYb光纤光栅激光器,最大输出功率可达11mW,输出功率稳定性<±001dB,抽运阈值功率为35mW,斜率效率为153%,测量其15522nm激光的输出光谱,25dB线宽为03nm,边模抑制比>60dB,波长稳定性为005nm。可用于密集波分复用(DWDM)系统。

Er/Yb共掺光纤直写短腔激光器实验研究

分别对Nufern公司和CorActive公司的光敏性Er/Yb共掺单模光纤采用直接紫外曝光方式制备了分布反馈和分布布拉格反射结构的短腔光纤激光器。实验结果表明:Er/Yb共掺光纤存在与温度有关的猝灭效应。在激光斜率效率测试过程中,当抽运功率达到一定值时,出现了激光输出功率陡然降低的现象。对激光器谐振腔进行辅助散热时,激光转化效率有所升高。通过对同一台激光器进行先后测量发现,再次测量得到的激光器效率总是低于制作完成即时测量的数值;在高抽运条件下,输出功率衰退和受温度影响的状况总是存在。

Er/Yb共掺光纤放大器前向放大自发辐射模型

提出了Er/Yb共掺的光纤放大器中,Yb离子仍然存在基态能级斯塔克(Stark)分裂的假设,考虑1060 nm波段辐射,利用速率方程和传输方程,结合Er/Yb共掺双包层光纤的吸收和发射系数谱,采用4阶龙格-库塔(Runge- Kutta)算法,建立了模拟Er/Yb共掺双包层光纤放大器放大自发辐射(ASE)光谱的理论模型。通过改变抽运功率和信号功率,对其前向放大自发辐射光谱特性进行了全面的分析。大信号入射时,改变抽运功率,只改变输出功率大小。输出光谱形状不变,而当信号功率足够小时,前向放大自发辐射光谱在1535 nm和1543 nm处会出现2个局部峰值,理论模拟与实验数据相符。

双包层Yb／Er共掺光纤放大器的数值模拟

为优化光纤放大器结构,对980 nm抽运的双包层Yb/Er共掺光纤放大器进行了数值模拟,分析了不同功率下信号光的增益,计算了稳态情况下光纤中的反转粒子数、抽运光功率、信号光功率沿光纤轴向的分布以及放大器的斜率效率。根据数值模拟的结果,采用10 m长的双包层Yb/Er共掺光纤建立了光纤放大器实验装置。最大光纤抽运功率为6 W,初始信号光功率为0.5 W时,获得了1.9 W的最大输出功率,斜率效率为23.4%。

L波段可调谐线形腔Er/Yb共掺双包层光纤激光器

报道了一种结构简单、工作在L波段、可调谐的线形腔Er/Yb共掺双包层光纤激光器 利用由两段高双折射光纤和两个偏振控制器构成的环镜滤波器对激光器进行调谐,使调谐范围达到34nm,功率起伏小于±0. 2dB 用976nm多模LD泵浦Er/Yb共掺双包层光纤产生的ASE作为二次泵源,对未泵浦的一段光纤进行泵浦,使腔内Er/Yb共掺光纤的增益谱移到L波段;多个泵浦源同时对Er/Yb共掺双包层光纤进行侧向泵浦。

基于光纤平移的窄线宽可调谐Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器

针对输出耦合镜旋转调谐时输出光束方向变化问题,设计了一种光纤位置平移、而调谐输出光束方向不变的光纤激光器系统。运用光栅方程,分析了光纤平移的调谐机理;采用输出与反馈光束耦合模型,分析了输出增益线宽随光纤位置、光束半径的变化。理论分析表明:该光纤激光器可获得线宽小于0.2nm的调谐激光输出。实验结果表明,该激光器在波长为1543.446nm处获得的调谐输出功率最大,达到470mW,计算的斜率效率为23.9%;整个调谐区域达到36nm,调谐范围内激光的3dB线宽小于0.08nm。

双包层Yb／Er共掺光纤激光器的特性研究

对980nm抽运的双包层Yb/Er共掺光纤激光器进行了数值模拟,分析了稳态情况下光纤中上能级粒子数,抽运光功率,信号光功率沿光纤轴向的分布。计算了激光器输出功率与光纤长度的关系,激光器输出腔镜反射率与输出功率的关系。根据数值模拟的结果,采用4m长的铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,反射率为15%的双包层光纤光栅作输出腔镜组建了全光纤激光器,其斜率效率为40%。在3.4W的最大抽运功率下,得到了1.25W的激光输出,输出光谱宽度为0.49nm。

自调Q、自锁模铒/镱共掺光纤激光器

研究了结构新颖的环形腔铒/镱(Er/Yb)共掺双包层光纤激光器·为了获得高功率激光输出,使用6个激光二极管(LD)同时抽运Er/Yb共掺光纤,采用光纤光栅(FBG)Sagnac环作为波长选择器,得到了中心波长为1548.11nm、谱线宽度为0.06nm的窄线宽激光输出;并利用增益光纤作为可饱和吸收体,实现了自调Q、自锁模脉冲输出·当抽运功率为719mW时,激光器输出自调Q脉冲,脉冲周期为20μs,脉冲宽度为2.8μs,脉冲的平均功率为38.4mW,峰值功率为274.3mW;当抽运功率为3.6W时,激光器输出自锁模脉冲,脉冲宽度为4ns,平均功率为319mW,脉冲峰值功率大于10W,重复频率为7.937MHz·

全光纤高功率Er／Yb共掺双包层光纤放大器

结合Er/Yb共掺双包层光纤(EYDCF)和主振荡功率放大(MOPA)技术,采用高功率多模抽运方式设计和实验研究了全光纤化两级放大器。分析了放大器的各种性能参数;1550 nm连续光放大得到最大斜率效率为29%,最大输出功率1.52 W,功率稳定度0.4%;2 kHz脉冲放大时得到最大输出功率1.1 W,功率稳定度0.45%,最大斜率效率25%。并从放大后光谱和时域波形分析了导致脉冲放大时斜率效率和功率转换效率较低的主要原因为Yb3(?)离子波段放大自发辐射(ASE)的出现和Er离子波段ASE的过多积累。在高功率放大时,增益随输入信号功率增大迅速下降;同时结合抽运光频谱随驱动电流变化分析了其对放大器性能的影响。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺双包层光纤激光器谱组束实验研究

报道了利用放置在外腔中的闪耀光栅实现两个不同长度Er^(3+)/Yb^(3+)共掺双包层光纤(EYDF)激光器谱组束的实验。外腔由两个二色镜和一个共用的部分反射镜构成,增益介质为EYDF,外腔中的变换透镜可将光纤输出端按角度定位到闪耀光栅上,闪耀光栅实现光纤激光器的模式选择。实验进行了单个EYDF激光器的调谐,在1532～1568 nm范围内获得了稳定的单模输出,激光3 dB线宽均小于0.08 nm,调谐范围约为36 nm,接近Er^(3+)的增益带宽。实现了两根长度分别为6 m和8 m的EYDF激光器的谱组束,在入纤抽运功率分别为2.6 W和4 W的条件下,获得了480 mW的谱组束输出。

OPCI系统不同掺杂截面EYDFA增益瞬态的比较

为了研究分组与线路集成系统中突发模式大功率Er/Yb共掺光纤放大器(EYDFA)的瞬态性能,在函数极限的基础上采用迭代算法,建立了基于非线性方程速率方程的、不同掺杂截面EYDFA增益瞬态的比较模型,分析比较了有/无反馈条件下,不同掺杂截面的光分组(OPS)和光线路交换(OCS)输出信号的增益瞬态。结果表明,无反馈条件下,纤芯直径为4.6μm的EYDFA,其OPS和OCS输出信号功率漂移小于纤芯直径为3.6μm的EYDFA,功率漂移的改善约为12%;带反馈条件下,增大掺杂光纤直径,弛豫振荡导致的EYDFA增益抖动随之减小。故增大掺杂光纤直径,能有效抑制EYDFA反馈环路的弛豫振荡。

L波段可调谐Er/Yb共掺环形腔光纤激光器

报道了一种工作在L波段波长可调的环形腔Er/Yb共掺双包层光纤激光器。利用两段高双折射光纤和两个偏振控制器组成的环形镜作波长选择器件,通过调整环形镜中偏振控制器的状态来改变环形镜对不同波长的反射率以实现某波长的激光输出,使波长调节范围达到60 nm,不同波长处激光输出功率的起伏小于0.7 dB;采用较长的Er/Yb共掺双包层光纤(EYDF)作增益介质,利用6个976 nm 激光二极管同时抽运前段Er/Yb共掺双包层光纤所产生的放大自发辐射谱作为二次抽运源,对腔内未被抽运的一段Er/Yb共掺双包层光纤进行抽运,使增益谱移到L波段,实现了L波段可调谐激光器的稳定输出。在最大抽运功率为3594.5 mW时,测得抽运入纤功率为2737.37 mW,得到最大输出功率300 mW,斜率效率为11% 的激光输出,所形成激光光谱的3 dB带宽为1.8 nm,边模抑制比大于38 dB。

光纤光栅主动稳频的短直线腔单频光纤激光器

利用1.8cm长的Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤作为增益介质制作了一个可调谐的短直线腔窄线宽单偏振单纵模光纤激光器。其谐振腔反射镜由高反射率的光纤布拉格光栅(FBG)和低反射率的保偏光纤FBG构成,使用976nm单模半导体激光器作为抽运源。当进入谐振腔的抽运功率为360mW时获得了输出功率65mW,信噪比大于70dB,线宽约为3kHz,偏振消光比达到40dB的激光输出。另外,通过使用压电陶瓷(PZT)调节增益光纤的长度实现了激光波长的电调谐,其调谐斜率约为14.2 MHz/V。采用边频锁定的方式进行主动稳频,使得激光输出的长期频率波动从25MHz/10s减少到了2.5MHz/h,从而实现了全光纤结构的高功率、高频率稳定性的单频光纤激光器。