掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析

汪徐德; 周正; 李素文; 姜恩华

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.003

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析

汪徐德 , 周正 , 李素文 , 姜恩华

文章导航 > 激光技术 > 2012 > 36(1): 8-12

引用本文:

Citation:

掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析

1.
淮北师范大学物理与电子信息学院, 淮北 235000

作者简介: 汪徐德(1980- )男,讲师,硕士,主要从事光纤非线性传输特性及其器件研究.E-mail:wangxudemail@126.com.

基金项目:
淮北师范大学青年科研资助项目(2011xqxm35);淮北师范大学教研资助项目(jy110225)
中图分类号: TN253;TN722

Self-similar pulse evolution in ytterbium doped fiber amplifiers

1.
School of Physics and Electronic Information, Huaibei Normal University, Huaibei 235000, China
CLC number: TN253;TN722

摘要: 为了研究自相似演化对于高功率超短脉冲系统产生的影响,采用非线性薛定谔方程,对掺镱光纤放大器中自相似解进行了理论分析,得到初始脉冲、脉冲宽度、增益系数、增益色散等参量变化时对其自相似演化产生不同的影响.结果表明,初始脉宽不同时,只有其初始色散长度和光纤长度相接近时,才可以实现脉冲自相似的演化;初始输入脉冲不同时均能演化成抛物线形,但是演化的进程不同;大的增益系数可以获得高功率、宽频谱的自相似脉冲;增益色散对自相似放大起滤波作用.研究结果对设计自相似脉冲放大器具有一定的借鉴价值.
- 光纤光学 /
- 自相似脉冲 /
- 非线性薛定谔方程 /
- 光纤放大器 /
- 啁啾
Abstract: In order to study the evolvement and transmission of a self-similar pulse in a high power ultra-short pulse generation system,the self-similar solutions of the nonlinear Schrdinger equation in ytterbium doped fiber amplifiers were analyzed theoretically.The influence of the initial pulse shape,the initial pulse width as well as gain coefficient and gain dispersion on the pulse self-similar evolution were numerically studied.It is shown that when the dispersion length is close to fiber length,the initial pulse can evolve into a parabolic pulse.Different kinds of initial pulses are all evolved into parabolic profiles with different evolutionary process.Larger gain coefficient is beneficial to generate self-similar parabolic pulse with high power and wide frequency range.The gain dispersion plays an important role in frequency filtering.

[1]	ZHANG Q F,WU L M,LÜ H,et al,Influence of stimulated Raman scattering on parabolic pulse propagation in a dispersion decreasing fiber[J].Acta Photonica Sinica,2009,38 (10):2543-2546 (in Chinese).
[2]	HIROOKA T,NAKAZAWA M.Parabolic pulse generation by use of a dispersion-decreasing fiber with normal group-velceity dispersion[J].Optics Letters,2004,29(5):498-500.
[3]	HARVEY J D,MÉCHIN D,IM S H.Generation of a 80Ofs pulse using a self-similar pulse compression technique[C]//Lasers and Electro-optics Society,2005,the 18th Annual Meeting of the IEEE.Sydney,Australia:Lasers and Electro-optics Society,2005:69-370.
[4]	ZAOUTER Y,PAPADOPOULOS D N,HANNA M.Stretcher-free high energy nonlinear amplification of femtosecond pulses in rod-type fibers[J].Optics Letters,2008,33(2):107-109.
[5]	XU Y F,ZHAN Y,ZHENG Y.Analysis of pulse amplification of ytterbium-doped fiber amplifiers by means of finite elements[J].Laser Technology,2008,32(2):201-203(in Chinese).
[6]	LIMPERT J,SCHREIBER T,CLAUSNITZER T,et al.High-power femtosecond Yb-doped fiber amplifier[J].Optics Express,2002,10(14):628-638.
[7]	MALINOWSKI A,PIPER A,PRICE J H V,et al.Ultrashort pulse Yb3+ fiber-based laser and amplifier system producing >25W average power[J].Optics Letters,2004,29(17):2073-2075.
[8]	TANYA M M,ETER D M.Self-similar evolution of self-written waveguides[J].Optics Letters,1998,23(4):268-270.
[9]	AGRAWL G P.Nonlinear fiber optics[M].New York:Academic Press,1995:384.
[10]	JIE F,XU W Ch,LI Sh X,et al.Dependence constant coefficient of Ginzburg Landau equation on the analytic of self-similar solution[J].Science in China,2007,37(4):427-433(in Chinese).
[11]	KRUGLOV V I,PEACOCK A C,HARVEY J D,et al.Self-similar propagation of parabolic pulses in normal-dispersion fiber amplifiers[J].Journal of the Optics Society of America,2002,B19(3):461-469.

[1]	李沐霖 , 张巧芬 , 史圣达 . 基于啁啾补偿技术的自相似脉冲压缩光纤设计. 激光技术, 2021, 45(5): 566-570. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.05.005
[2]	王健 , 唐信 , 林静 , 丁迎春 . 单脉冲锁模光纤激光器输出特性的数值研究. 激光技术, 2017, 41(6): 784-787. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.003
[3]	汪徐德 , 李素文 , 苗曙光 , 姜恩华 . 色散渐减光纤中自相似脉冲对的演化和压缩. 激光技术, 2014, 38(4): 533-537. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.019
[4]	史圣达 , 张巧芬 , 吴黎明 . 超高斯型色散渐减光纤中脉冲的传输特性分析. 激光技术, 2020, 44(3): 388-392. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.03.021
[5]	夏彦文 , 唐军 , 孙志红 , 刘华 , 彭志涛 , 徐隆波 , 傅学军 , 元浩宇 . 红外纳秒激光脉冲在光纤中传输特性研究. 激光技术, 2010, 34(2): 197-201. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.015
[6]	曹涧秋 , 陆启生 . 单模光纤中高阶色散对超高斯光脉冲传播的影响. 激光技术, 2006, 30(2): 209-211,220.
[7]	张鹏 , 段云锋 , 黄榜才 , 潘蓉 , 宁鼎 . 全光纤结构高增益脉冲光纤放大器的实验研究. 激光技术, 2009, 33(5): 452-454,469. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.002
[8]	庞亮雨 , 张巧芬 , 高梓皓 , 陈楚浜 , 吴铭扬 . 基于Mach-Zehnder干涉仪的自相似激光器压缩系统设计. 激光技术, 2023, 47(6): 803-810. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.011
[9]	李浪 , 刘洋 , 王超 , 潘海峰 . 基于啁啾脉冲放大的掺铒全光纤结构激光器. 激光技术, 2016, 40(3): 307-310. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.001
[10]	周雷 , 宁继平 , 陈王争 , 韩群 , 张伟毅 , 王俊涛 . Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射. 激光技术, 2009, 33(5): 482-485. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.010
[11]	伍波 , 杨泽后 , 黄彪 , 赵晓军 , 樊冬 , 周鼎富 , 侯天晋 . 低重复频率脉冲掺镱光纤放大器. 激光技术, 2009, 33(5): 532-534. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.016
[12]	韩群 , 宁继平 , 周雷 , 张伟毅 , 王俊涛 , 陈王争 . 高功率Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中ASE的影响分析. 激光技术, 2009, 33(5): 541-544. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.018
[13]	蔺玉珂 , 李建平 . 啁啾脉冲激光放大的理论与数值模拟分析. 激光技术, 2010, 34(6): 770-773. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.014
[14]	车继波 , 杨亚培 , 刘爽 , 官周国 , 薛辉 . Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益综述. 激光技术, 2006, 30(1): 82-85.
[15]	周维军 , 李泽仁 , 王荣波 . 多波长抽运C+L波段喇曼放大器的数值模拟与分析. 激光技术, 2011, 35(6): 778-780,853. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.015
[16]	吴建伟 , 夏光琼 , 吴正茂 . 超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性. 激光技术, 2003, 27(4): 342-344,348.
[17]	张兴坊 , 郑义 , 李爱萍 , 徐云峰 . 皮秒脉冲在光子晶体光纤中的压缩效应. 激光技术, 2007, 31(3): 268-270,273.
[18]	张博 , 张恩涛 , 胡小川 , 何幸锴 , 沈琪皓 , 陈玥洋 , 张勍 , 李策 . 多波长掺铒光纤激光放大器的放大特性研究. 激光技术, 2018, 42(3): 325-330. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.03.007
[19]	李洪 , 黄肇明 , 李英 . Er3+/Yb3+双掺光纤放大器理论模型. 激光技术, 1995, 19(4): 214-221.
[20]	李晨 , 张海洋 , 赵长明 , 张立伟 , 杨苏辉 , 杨宏志 . 光纤环路移频反馈激光器及放大器增益的研究. 激光技术, 2018, 42(2): 172-175. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.006

点击查看大图

计量

文章访问数: 4086
HTML全文浏览量: 634
PDF下载量: 473
被引次数: 0

掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析

作者简介: 汪徐德(1980- )男,讲师,硕士,主要从事光纤非线性传输特性及其器件研究.E-mail:wangxudemail@126.com

1. 淮北师范大学物理与电子信息学院, 淮北 235000

收稿日期: 2011-03-28
录用日期: 2011-04-20
网络出版日期: 2012-01-25

基金项目: 淮北师范大学青年科研资助项目(2011xqxm35);淮北师范大学教研资助项目(jy110225)

关键词:

摘要: 为了研究自相似演化对于高功率超短脉冲系统产生的影响,采用非线性薛定谔方程,对掺镱光纤放大器中自相似解进行了理论分析,得到初始脉冲、脉冲宽度、增益系数、增益色散等参量变化时对其自相似演化产生不同的影响.结果表明,初始脉宽不同时,只有其初始色散长度和光纤长度相接近时,才可以实现脉冲自相似的演化;初始输入脉冲不同时均能演化成抛物线形,但是演化的进程不同;大的增益系数可以获得高功率、宽频谱的自相似脉冲;增益色散对自相似放大起滤波作用.研究结果对设计自相似脉冲放大器具有一定的借鉴价值.