掺Er~(3+)、掺Nd~(3+)光纤的光谱及其最佳泵浦波长和光源

本文给出掺Er~(3+)、掺Nd~(3+)和普通单模光纤在3800A——18000A波段上的吸收谱,以及关于半导体激光器激发掺Nd~(3+)光纤荧光曲线的实验结果,并对它们的吸收谱进行相互比较,讨论光纤激光器、放大器的最佳泵浦波长,建议用NYAB自倍频激光器作为掺Er~(3+)和Nd~(3+)光纤泵浦光源。     

掺Er~(3+)光纤放大器特性研究

本文综述我们用铁宝石可调谐激光,半导体激光,氩离子激光等不同波长光源泵浦掺Er~(3+)光纤放大器的输出特性,在比较不同光纤长度、不同信号波长(1.536μm,1.52μm)、不同温度(常温、液氮温度)等条件下,掺Er~(3+)光纤放大器的放大增益特性。给出掺Er~(3+)光纤放大器的理论模型,     

光纤非线性问题的研究进展

本文对1987年国外出现的光纤放大器研究进行评述,比较了半导体光放大器、光纤受激喇曼散射和受激布渊里散射的光放大及掺Er~(3+)光纤放大器的行为和特点。对Er~(3+)光纤放大器的实验研究及     

铒镱共掺光纤制备及其激光性能研究

铒镱(Er~(3+)/Yb~(3+))共掺光纤是实现波长为1.5μm激光的重要增益介质之一。但是石英基Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤很容易产生波长为1μm的放大的自发辐射(ASE)光,不仅降低1.5μm激光的泵浦转换效率,而且是限制1.5μm激光功率提升的"瓶颈"。研究结果表明,提升纤芯磷的掺杂量,能够增大纤芯基质的最大声子能量,有利于抑制Yb~(3+)的ASE光和Er~(3+)→Yb~(3+)的反向能量传递,从而提高Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤的泵浦转换效率。通过改良的化学气相沉积制备工艺可以减少磷元素在高温条件下的挥发,从而成功制备出高掺磷的10/130μm双包层Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤。测试光纤后向的1μm ASE光谱随泵浦功率的变化,并且搭建两级激光测试平台,测得Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光纤激光的斜率效率为35.5%。     

掺Er~(3+)石英光纤中倍频效应的实验研究

采用一种新的光纤倍频两步激光预处理方法处理掺Er~(3+)石英光纤,并获得8.8％的峰值倍频转换效率。测定了掺Er~(3+)光纤的有效倍频长度,探讨了掺Er~(3+)光纤产生高转换效率倍频光的物理过程。倍频光的脉宽是基频光波的0.7倍和短光纤中倍频光峰值功率随泵浦激光峰值功率平方变化的实验结果表明,倍频光是通过二阶非线性过程产生的。     

铒铥共掺碲基质宽带光纤放大器研究

文章作者分析了铒铥共掺碲基质光纤放大器在980 nm泵浦下Er~(3+)-Tm~(3+)离子之间的能量转移过程,建立了速率方程和功率传输方程,并通过仿真得出了其放大增益随光纤长度和泵浦功率的变化规律.仿真结果表明:通过优化光纤长度和泵浦功率,该放大器可以在1 440～1 540 nm波段得到高达50 dB的平坦增益.     

专利与文献

一、激光器件6001激光二极管泵浦的掺Er~(3+)单模光纤激光器的工作本文首次报道了用连续AlGaAs激光二极管泵浦的、在约1.6μm工作的掺Er~(3+)单模光纤激光器的结构和性能,其输出功率为130μW,斜率为3.3％。[义]     

掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换的实验研究

首次报道了实验研究连续1064nm Nd:YAG激光器泵浦的掺稀土离子Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤中频率上转换过程。测量了掺Yb~(3+)/Er~(3+)石英光纤产生的频率上转换可见荧光谱,并用能量转移、受激态吸收和双光子吸收过程解释了467,546和667nm三条频率上转换荧光谱线的产生机理。     

Er~(3+):Yb~(3+)共掺玻璃波导放大器及其应用

介绍了Er~(3+):Yb~(3+)共掺玻璃波导放大器(EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限,同时还介绍了多种基于EDWA的集成放大器件在城域网/接入网、CATV等光通信领域的应用。     

普通石英光纤和掺稀土离子石英光纤中的倍频现象

最近,我们在经过激光预处理的普通GeO_2-SiO_2基质的石英光纤和掺稀土离子Er~(3+)、Er~(3+)-Yb~(3+)和Nd~(3+)的GeO_2-SiO_2基质石英光纤中发现高效率的倍频现象。 实验中用于预处理的是锁模调Q准连续1.06/μm YAG激光和通过KTP晶体或高效倍频光纤产生的0.53μm种子激光。光纤长度从几十厘米至几十米。我们采用两种激光预处理方法分别处理上述四种光纤:(1)1.06μm激光和0.53μm种子激光一起耦合进光纤,照射数分钟:(2)只有1.06μm激光耦合进光纤,并连续照射数小时。然后把1.06μm激光耦合进光纤,发现用两种激光预处理方法分别处理的上述四种光纤均     

YAG∶Er~(3+),Ce~(3+)激光晶体的光谱特性

本文采用在YAG晶体中共掺铒铈离子,利用Ce~(3+)离子具有f—d宽带吸收跃迁,提高Er~(3+)离子对泵浦能量的吸收,以降低YAG:Er,Ce晶体的激光阈值。并测定了晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱。讨论了YAG:Er~(3+),Ce~(3+)晶体的光谱特性。用Judd—Ofelt理论计算了晶体中Er~(3+)离子振子强度,并与单掺铒离子YAG:Er~(3+)晶体中的数值进行了比较。     

染料激光器泵浦的掺铒光纤放大器

光放大器可对光载波进行直接放大,省去了目前光纤通信中广泛采用的光一电、电一光转换的繁琐过程。掺杂光纤光放大器巧妙结合固体激光和光纤制适两种技术,使光放大器光纤化,克服了半导体激光放大器由于模式干扰引起的大噪声及其受温度、偏振影响大的缺陷。其中,掺铒(Er~(3+))光纤光放大器业已受到国内外广泛重视。 1989年下半年,我们用0.655μm的染料激光对4米长掺铒光纤进行反向泵浦,实现了1.54μm信号光的放大。泵浦光功率为9 dBm时,净增益为6.9dB。     

掺Yb3+光纤放大器的自发辐射噪声分析

为了研究掺Yb3+光纤放大器中自发辐射噪声分布情况,利用离散化的方法求解掺Yb3+)光纤放大器的速率方程,理论研究了不同的抽运方式、端面反射率、抽运功率以及有无滤波等条件下,端面抽运掺Yb3+光纤放大器中自发辐射的功率放大特性.结果表明,不同边界条件下的自发辐射功率差异较大;通过减少光纤端面的菲涅耳反射和利用滤波技术等方法,可有效抑制光纤激光放大器中自发辐射噪声的功率放大.     

共掺铝的掺铒光纤放大器的光谱特性

用Stark能级分裂的变化分析了掺铝改变掺铒光纤放大器(EDFA)光谱特性的原理，并用改进型化学气相沉积法(MCVD)结合溶液浸泡掺杂法制作了采用不同掺铝比例的掺铒光纤，测试了用这几种光纤制作的放大器的自发辐射谱，得出掺铝浓度的提高使荧光谱的峰值往短波长移动，与Stark能级分裂理论分析得到的结果相一致。同时采用截断法测试了两种不同掺铝浓度的掺铒光纤的吸收谱，实验结果表明掺铒光纤中增加铝的含量将提高铒离子浓度，并提高掺铒光纤的吸收系数，减短掺铒光纤放大器中的掺铒光纤长度。高掺铝掺铒光纤放大器具有更宽更平坦的增益谱线，可以适用长距离波分复用(WDM)系统。     

高功率掺铥光纤放大器中受激布里渊散射效应研究

近年来随着对单频光纤激光器和放大器研究的不断深入,得到了越来越高的输出功率,由于单频光纤激光器、放大器的输出功率在很大程度上受限于受激布里渊散射(SBS)效应,故需要研究SBS效应的影响因素和抑制方法。利用铥离子(Tm3+)的速率方程和SBS效应下双包层光纤放大器的速率方程,建立了单频光纤放大器的理论模型,计算得到了掺铥光纤放大器的能量分布和输出功率,并讨论了光纤长度、抽运功率、Tm3+掺杂浓度、增益光纤内温度分布等因素对单频光纤放大器中SBS效应和输出功率的影响,总结了在提高放大器输出功率的同时有效抑制SBS效应的方法。自行搭建了全光纤掺铥光纤种子光源及放大器,高稳定性的全光纤掺铥激光种子光的中心波长为1941 nm,信噪比约为60 d B。当掺铥放大器的抽运功率达到2.15 W时,激光的输出功率可以达到0.766 W。     

Bi~(3+)-Bi~(2+)-Bi~+-Ti~(3+)共掺光纤发射光谱的研究

文中建立了Bi~(3+)-Bi~(2+)-Bi~+-Ti~(3+)共掺光纤的数学模型,在模型中针对各个离子的能级列出了速率方程并建立了光在光纤中的功率传输方程。通过对这些方程的求解来分析影响自发辐射放大(ASE)谱功率的因素。数值结果显示,当用280nm、446nm、800nm三种泵浦光激发时,自发辐射放大谱的宽度可达到800nm,覆盖400nm~800nm的传统三基色和1200nm~1600nm的通信波段。由于具有较宽的自发辐射放大谱,Bi~(3+)-Bi~(2+)-Bi~+-Ti~(3+)共掺光纤作为光纤光源在光电子器件应用中有广阔前景。     

超宽带Er,Tm共掺石英光纤放大器稳态研究

分析了波长为980nm激光抽运下的Er3+,Tm3+共掺石英光纤放大器的工作原理,并根据此工作原理,建立了Er3+与Tm3+之间能量转移过程的数学模型。基于速率方程和功率传输方程,数值模拟了此种光纤放大器稳态工作特性,给出了不同光纤长度、不同输入抽运功率以及不同掺Tm3+浓度下多路光信号放大时输出信号功率谱的变化规律。仿真结果表明,当输入抽运功率为400mW时,Er,Tm共掺石英光纤放大器的3dB带宽可达90nm(比传统掺Er3+光纤放大器的增益带宽大两倍以上),平均增益可达10dB,可用于未来密集复用系统(DWDM)中的宽带放大器件。     

百瓦级全光纤掺铥光纤激光器及超荧光光源

报道了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)结构的窄线宽掺铥连续光纤激光器,该高功率光纤激光器由窄线宽连续光纤激光种子源和两级包层抽运掺铥光纤放大器组成。激光种子源经过两级双包层掺铥光纤放大器后,最大平均输出功率为120W,功率放大器的斜率效率高达60%,输出激光的中心波长为1986nm,3dB光谱带宽为0.48nm,平均输出功率未能进一步提高仅受限于最大抽运功率。此外,利用该两级掺铥光纤放大器,得到了平均输出功率为122W的宽带超荧光光源,放大后的超荧光源的中心波长为1990nm,3dB光谱带宽为25nm。     

掺钕光纤的荧光谱饱和与增益特性研究

荧光寿命、受激有效截面、增益参数、荧光谱的饱和性是表征稀土掺杂玻璃光纤的光学性能的基本参量。本文着重研究了掺钕玻璃光纤的荧光谱的饱和与增益性质;首次在实验上证实了掺Nd~(3+)石英玻璃光纤的行波     

金属掺杂氟化物光纤放大器

在1.55μm和1.3μm上使用稀土金属掺杂氟化物光纤(ZBLAN)的光放大最近已取得令人振奋的实验室结果。靠使用一段长度为1.4m的Er掺杂氟化物光纤([Er~3+]=5000ppm),由1.48μm双向泵激的已封装放大器能够在1.55μm上对微小信号取得27dB的增益。与硅基EDFA(掺铒光纤放大器)相比,这种新型放大器主要的好处在于:即使微小信号的领域内,在30nm的频宽上,也有频谱增益的平坦性。