光纤放大器

摘要： 针对全光纤的超短脉冲掺铒光纤放大器进行了仿真模拟,对正常色散条件下掺铒光纤自相似脉冲放大过程进行了详细分析。在光纤预放大器中,使用高正色散掺铒光纤对脉冲形状进行预整形,将重复频率43 MHz、脉冲宽度600 fs、平均输出功率1.2 mW的孤子型锁模脉冲预整形为抛物线型脉冲,预整形后的脉冲通过光纤主放大器进行功率放大。经两级光纤放大后,1.2 mW的信号光功率放大为102 mW,放大增益19.3 dB。分析了掺铒光纤长度、放大功率对脉冲自相似演化过程的影响。放大后的脉冲经4.4 m长单模光纤将脉冲宽度压缩至53 fs,峰值功率为44.8 kW。

摘要： 窄谱光纤激光器在光束合成等领域有着广泛的应用,然而模式不稳定效应的出现严重限制着窄谱光纤激光器的功率提升。提出并验证了采用新型981 nm稳波长泵浦方案,能够应用于窄谱激光放大并提升模式不稳定效应阈值,通过采用单端后向泵浦结构,将单模窄谱光纤放大器功率提至4 kW以上。实验中采用白噪声相位调制展宽单频激光作为窄谱种子,主放大级分别采用稳波长976 nm和981 nm两种泵浦源单端后向泵浦。在采用976 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至3.4 kW,出现典型的模式不稳定效应特征,功率提升受到限制。在采用981 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至4.05 kW,且并未出现模式不稳定效应,输出光束质量M2因子为1.3,进一步功率提升仅受限于泵浦功率。通过优化激光器设计、结合双向泵浦结构,有望实现更高功率的窄谱光纤激光输出。

摘要： 人类利用光进行通信已有千年之久,从烽火狼烟到如今的光纤。光纤传输和常规的数据传输方式一样,在超过一定距离之后会产生信号的衰减,光纤放大器可以增强衰减的光信号,研究更加先进的光纤放大器意义在于更高效地放大光信号,使光纤通信的效率更上一层楼。

摘要： 长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势,是实现高功率激光输出的有效途径。研制了(1+1)型长距离侧面泵浦激光光纤,采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出,斜率效率为82.1%,3 dB线宽为1.3 nm,拉曼抑制比为37.8 dB。研究结果展示了长距离侧面泵浦光纤作为数十千瓦光纤激光放大器增益介质的巨大应用潜力。

摘要： 针对空间应用设计了结构紧凑、高功率、低功耗的光纤放大器。在电学设计上,以数字信号处理芯片为核心处理器设计了泵浦源驱动控制系统,形成了输出-检测-再输出的闭环控制逻辑,通过自动功率控制保证输出稳定性,同时降低泵浦源功耗,提升电光效率。在机械设计上采用光电分离模块化设计,不仅有利于散热和保持紧凑的结构,而且实现光学部分与电学部分互不干扰,并维持整体重量低于1 kg。在光学结构上使用两级放大设计,信号光通过掺铒光纤与铒镱共掺光纤两级放大光路。实验研究了不同泵浦功率、不同光纤长度下放大器的转换效率、功耗以及光谱特性,最终实现了对1551 nm毫瓦级种子光放大至7.39 W的保偏信号输出,信噪比保持在40 dB,整体功耗不超过80 W,适用于空间通信。

摘要： 模式不稳定效应和非线性效应已经成为高功率光纤激光器中限制输出功率和光束质量进一步提升的主要障碍.采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术制备25/400μm的M型掺镱双包层光纤,纤芯和中间凹陷区域的数值孔径分别为0.054和0.025.基于该光纤搭建976 nm双向泵浦全光纤结构放大器.在泵浦光功率为3283 W时,获得2285 W中心波长为1080 nm的激光输出,3 dB线宽为3.01 nm,测量的光束质量因子为1.42,且未出现受激拉曼散射现象.这是目前基于M型掺镱光纤实现的最高输出功率,通过优化光纤结构参数实现功率进一步提升是有希望的.

摘要： 高功率高光束质量光纤激光器在工业加工等领域有着广泛的应用,然而光纤中的非线性效应和模式不稳定效应限制着高光束质量光纤激光器的功率提升,采用新型结构大模场增益光纤在同时抑制非线性效应和模式不稳定效应方面具有较大潜力。报道了基于单位自研的纺锤形渐变掺镱光纤激光成功实现6 kW功率、高光束质量激光输出。激光器采用主振荡功率放大结构,放大级采用双向981 nm泵浦纺锤形渐变掺镱光纤,在总泵浦功率为7.68 kW时,输出功率达到6.02 kW,光束质量M^(2)因子约为1.9。通过进一步优化纺锤形掺镱光纤制作工艺及结构参数,有望实现更高功率、近单模光束质量的光纤激光输出。

摘要： 光纤耦合半导体激光器(LD)泵浦的光纤激光放大器具有体积小、功质比高、稳定性好等优点,在工业加工和军事国防等诸多领域都有着广泛且重要的应用。然而,受限于器件制作工艺水平及光纤中的受激拉曼效应和模式不稳定效应,LD泵浦的光纤激光放大器难以同时实现高功率及高亮度激光输出。为实现更高功率、更高亮度的光纤激光输出,需要结合现有的器件工艺水平并同时实现对放大器中的受激拉曼散射效应和模式不稳定效应的有效抑制。报道了基于单位自研大模场增益光纤成功实现13 kW功率、高光束质量激光输出。激光器采用主振荡功率放大结构,放大级采用单后向981 nm泵浦自研大模场增益光纤,在总泵浦功率为15 kW时,输出功率达到12.94 kW,光束质量M2因子约为2.85。通过进一步优化器件性能及光纤模式控制,有望实现更高功率、更高亮度的光纤激光输出。

摘要： 为了获得高平坦度近红外超连续谱输出,防止非线性放大过程中后向光增强影响激光器系统稳定性,满足光电对抗、高光谱激光雷达、光学相干层析成像等应用需求,本文采用含有非线性频率成分皮秒脉冲激光种子源,搭建了利用光纤非线性放大器直接产生超连续谱输出的激光器,并有效解决了返回光问题。利用非线性光纤放大器直接产生超连续谱是实现高功率超连续谱光源的有效途径,该方法将激光增益放大过程与超连续谱非线性展宽过程结合在一起,使得系统结构简单紧凑。实验采用SESAM被动锁模皮秒脉冲,通过两级放大实现了一级Stokes频率展宽,最后通过第三级非线性光纤放大器,实现了波长范围为950~1650 nm,平坦度为10 dB(泵浦光除外),输出功率为56 W的近红外超连续谱输出,光-光转换效率达到48%。

摘要： 本文采用改进的化学气相沉积(modified chemical vapor deposition,MCVD)法制备了一种新型少模光纤DD硫化铅(Pb S)掺杂少模光纤,研究了该光纤的荧光特性,并基于空间光调制器搭建了少模光纤放大系统,测量了光纤的模式增益特性。实验结果表明:在980 nm激光泵浦下,该光纤表现出超宽带近红外发光,光谱范围为1 050~1 650 nm;在1 540~1 560 nm波段范围内,实现了LP和LP模式放大,平均模式开关增益为4.5 d B,差模增益小于0.6 d B。该光纤为模分复用系统实现宽带模式放大提供了可行性。

摘要： 本文建立了高功率光纤放大器中多重四波混频效应计算模型.考虑到种子光不同的光谱特性,由窄线宽布拉格光纤光栅构成的多纵模谐振腔种子源和分布式反馈(DFB)单频光纤激光器经高速相位调制展宽得到的种子源被分开处理.通过将时域过程(相位调制和幅度波动等)快速傅里叶变换(FFT),本文建立了频域离散的四波混频模型.计算结果表明四波混频对于高功率连续激光器的光谱展宽起着决定性作用.种子源线宽本身对于展宽倍数无任何影响,但种子源光谱精细结构对于展宽倍数有着很大影响.具体来说,多纵模谐振腔种子源光谱在放大过程中有极大展宽,在激光功率100W时展宽倍数达到2倍,在1000W时展宽倍数达到15倍;然而单频相位调制种子源在放大过程中基本无展宽.但单频种子源存在功率波动时,四波混频过程可能导致一定的光谱展宽.本文通过实验室搭建的1kW光纤放大器验证了上述理论模型.

摘要： 本文从双包层铒镱共掺光纤放大器的模型出发，分析了放大器的抽运光功率和输入信号功率对输出功率和增益的影响，并进行了实验研究。结果表明：抽运光功率增大，输出功率和增益都随之增大；输入信号光功率增大时，输出功率增大，但增益降低。对同向抽运方式的放大器进行测试，对于-10dBm～0dBm的输入信号功率，增益在30dB左右，输出功率最大能达到1W。

摘要： 本文主要介绍了光纤放大器的产生背景，重点介绍了五种当前研究较多的掺杂光纤放大器，对每种放大器的工作波长和工作原理进行了介绍，以及当前国内外的研究状况。最后总结了光纤放大器的发展方向。

摘要： 本研究理论获得了一种新型宽带、增益平坦且高增益的拉曼光纤放大器(RFA)。用两个泵浦源作用于石英光纤与掺磷石英光纤级联的两段光纤。并应用遗传算法对两个泵浦源的波长、功率及两段光纤的距离进行优化，得到了带宽为79.2 nm，增益平坦度为0.0197dB，净增益为5.3375 dB的RFA。并深入分析了两个泵浦源的波长、功率变化对信号增益的影响，分析结果表明此RFA泵浦波长变化对信号增益的影响不大，泵浦功率变化对增益的影响较大，功率越大增益越大。

摘要： 本文对一种应用于双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器的光纤侧面抽运耦合器进行了研究。采用熔融拉锥工艺，实现了高耦合效率、高隔离度的光纤侧面耦合器的研制。实验通过拉锥工艺参数的优化，获得了高达98％的信号光通过率和27dB的抽运输入对输出端反向传输光隔离度;抽运光耦合效率最高70％:信号输入与抽运输入的隔离度>50dB。采用上述侧面耦合器，实现了宽增益、输出功率达1W的双包层Er3+/Yb3+共掺全光纤放大器。

摘要： 氟磷酸盐玻璃由于其特殊的光学性能与优良的机械性能一直是特种玻璃材料领域内一个研究热点,本文研究了Er3+/Yb3+共掺氟磷酸盐玻璃的吸收光谱,荧光光谱,测得了Er3+离子4I13/2能级荧光寿命,并计算了其吸收与发射截面,实验结果显示Er3+/Yb3+共掺氟磷酸盐玻璃具有带宽宽,增益平坦的特点,是一种能作为实现超短脉冲输出的激光器和光纤放大器的基质玻璃材料.

摘要： 本文介绍了应用宽带ASE(放大的自发辐射)光源进行多波掺铒光纤放大器测试的一种简化模型。该简化模型可通过对掺铒光纤放大器的输入输出谱进行线性拟合求出其增益和噪声值。对两种不同的掺铒光纤放大器应用该简化模型得到的实验结果均与常规的应用多波光源结合内插减源法得到的实验结果一致。

摘要： 根据低重频高能脉冲多级光纤主震荡功率放大(MOPA)系统的模型，建立了多级光纤MOPA系统的速率方程和功率传递方程，并提出了一种多级光纤MOPA系统的优化方法。与传统的针对单个光纤放大器的优化方法相比，该方法把每一级放大器作为系统的一部分，并通过对整个系统结果的分析来优化每一级放大器的参数。对一个两级掺Yb光纤MOPA系统进行了优化模拟计算，在获得基本相同的输出脉冲能量条件下，使用多级光纤MOPA系统优化方法计算得到的第一级光纤优化长度和泵浦功率可以分别比用传统优化方法得到的结果短3 m和低69.1 W。基于该优化方法，第二级放大器的参数和种子光峰值功率也得到了优化。结果表明，在对多级光纤MOPA系统进行优化时，传统的单光纤放大器优化方法应该被系统优化方法所代替，以保证用最低的成本获得高的能量转换效率。

摘要： 冷镱原子光钟是近年来国际原子频标研究领域的热点,镱原子需要经过399nm磁光阱一级激光冷却和556nm磁光阱二级激光冷却并装载至光晶格来探测光钟的钟跃迁线.为了获得高信噪比的冷镱原子钟跃迁谱,需要采用归一化探测的方法,即使用649nm&770nm抽运光将寿命较长的3P0态原子抽运回到基态.为了获得稳定高效的抽运效率,649nm&770nm激光频率的稳定就显得非常重要.光学频率梳提供高分辨率、高精度、高精度的频率标准.特别是光纤光梳,具有体积小、集成度高、易于维护、自锁模、运行成本低等一系列优势.因此决定利用其优势将649nm&770nm连续激光器同时锁定在光梳上以达到稳频效果.

摘要： 冷镱原子光钟是近年来国际原子频标研究领域的热点,镱原子需要经过399nm磁光阱一级激光冷却和556nm磁光阱二级激光冷却并装载至光晶格来探测光钟的钟跃迁线.为了获得高信噪比的冷镱原子钟跃迁谱,需要采用归一化探测的方法,即使用649nm&770nm抽运光将寿命较长的3P0态原子抽运回到基态.为了获得稳定高效的抽运效率,649nm&770nm激光频率的稳定就显得非常重要.光学频率梳提供高分辨率、高精度、高精度的频率标准.特别是光纤光梳,具有体积小、集成度高、易于维护、自锁模、运行成本低等一系列优势.因此决定利用其优势将649nm&770nm连续激光器同时锁定在光梳上以达到稳频效果.

摘要： 本发明涉及OFA,它有高的信号放大效率,容易制造,有高的机械强度,有与其他光纤低的接头损耗,以及在信号波长中不大可能出现噪声。按照本发明的OFA有这样的功能,通过给该光纤提供泵浦光,它放大传播通过该光纤的信号;用于光放大器的光纤至少包括:纤芯区;纤芯区周围的内包层区;内包层区周围的外包层区;和一个或多个模耦合光栅。用于信号放大的元素至少添加到纤芯区。纤芯区有保证信号纤芯模的结构,而内包层区有保证泵浦光多模性的结构。

摘要： 本发明公开一种与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括：一激光二极管，用于产生并发射用于拉曼光放大的激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，将激光二极管发射的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一增益箝位半导体光放大器，用于放大波分多路复用器发出的光信号。

摘要： 本发明公开一种与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括：一激光二极管，用于产生并发射用于拉曼光放大的激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，将激光二极管发射的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一增益箝位半导体光放大器，用于放大波分多路复用器发出的光信号。

摘要： 本发明提供一种混合光纤放大器的参数调节方法及混合光纤放大器，所述方法的步骤包括：随机初始化参数组，参数组的参数包括掺铒镱光纤长度、拉曼光纤长度、掺铒镱光纤的泵浦功率和拉曼光纤的泵浦功率；在掺铒镱光纤输入不同波长的信号光，计算每个信号光的总增益，提取多个总增益中的最大值和最小值，计算增益差；判断所述增益差是否小于预设的平坦精度；若是，则判定该参数组为实际参数组；若否，则对参数组中的参数进行更新，重新计算增益差。本申请通过为掺铒镱光纤增加拉曼光纤可以扩大掺铒镱光纤的平坦增益带宽，本申请设置有平坦精度，当前参数组不能满足平坦精度时，对参数组中的参数进行更新，提高掺铒镱光纤和拉曼光纤组合的平坦度。

摘要： 本发明公开一种与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括：一激光二极管，用于产生并发射用于拉曼光放大的激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，将激光二极管发射的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一增益箝位半导体光放大器，用于放大波分多路复用器发出的光信号。

摘要： 本发明公开一种与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括：一激光二极管，用于产生并发射用于拉曼光放大的激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，将激光二极管发射的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一增益箝位半导体光放大器，用于放大波分多路复用器发出的光信号。

摘要： 本发明公开了一种光纤放大器噪音控制系统和光纤放大器，包括依次串联通信系统的射频信号输入的驱动器、用于光电调变的可调谐单激光器光源、第一光隔离器、用于混波耦合的泵浦耦合器、掺铒光纤、第二光隔离器、光电探测器和频谱分析仪，泵浦耦合器的泵浦输入端连接有泵浦激光器，光电探测器和所述泵浦激光器之间，串联有功率控制器，第一光隔离器和泵浦耦合器之间，串联第一光耦合器，第二光隔离器的输出端串联第二光耦合器，第二光耦合器与光电探测器之间，串联滤波反馈环路，滤波反馈环路用于对第二光耦合器输出端分出部分激光信号，作为滤波反馈环路的反馈信号进行修正和滤波过滤。采用本发明降低了光纤通信过程中的噪音。

摘要： 光纤放大器(100)及光纤放大器(100)的增益调节方法，该光纤放大器(100)包括：第一功率放大器(101)，波长级别调节器(102)和控制器(103)；该第一功率放大器(101)和该波长级别调节器(102)依次连接；上述控制器(103)包括第一输入端和控制输出端，第一输入端用于接收光纤放大器(100)的输入光信号，控制输出端用于输出第一放大控制信号至上述第一功率放大器(101)，输出调节控制信号至上述波长级别调节器(102)；上述波长级别调节器(102)，用于根据调节控制信号分别对每个波长进行功率调节。上述光纤放大器(100)可以分别对光纤放大器(100)中的每个波长进行功率调节，提高了光纤放大器(100)的增益曲线的调节精度。

摘要： 本发明涉及一种针对光纤放大器进行脉冲能量控制的系统，其中，该系统包括：输入光耦合器，用于将输入信号中的分路光脉冲信号进行能量检测；第一超快能量检测模块，用于将分路光脉冲信号进行检测处理；光纤增益模块，用于对主路光脉冲信号进行信号放大处理；输出光耦合器，用于将经过放大处理后输出的光信号输入至第二超快能量检测模块进行能量检测；第二超快能量检测模块，用于将输入或输出光脉冲信号通过超快能量采集以及时钟采集，完成能量检测处理；泵浦脉冲信号发生器，用于根据输入、输出能量检测值，决定泵浦开启的时刻和时间长度。采用了本发明的该系统可以实现单脉冲能量控制，能够有效降低放大器的自发辐射噪声，且获得更高的转换效率。

摘要： 本申请提供了一种构成光纤放大器的光器件、光纤放大器以及制造方法。该光器件采用第一光纤与增益光纤连接，或者，该光器件直接连接增益光纤；该光器件采用第二光纤与光纤放大器中的一个或多个第二光器件连接，和/或，采用第二光纤输入光信号或输出增益光纤放大后的光信号；其中，第一光纤和第二光纤的软化温度和/或折射率不同，或者，增益光纤和第二光纤的软化温度和/或折射率不同。通过本申请，可以根据需求设计光器件的尾纤，从而可以提高光纤放大器的应用灵活性，提高光纤放大器的使用性能。如在某些设计中，可以大大降低光纤连接处的损耗，进而提升光放增益。