超宽带Er, Tm共掺石英光纤放大器稳态研究

郑光威; 赵尚弘; 李玉江; 胥杰; 张虎; 樊国丽; 杨庆华

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

超宽带Er, Tm共掺石英光纤放大器稳态研究

郑光威 , 赵尚弘 , 李玉江 , 胥杰 , 张虎 , 樊国丽 , 杨庆华

文章导航 > 激光技术 > 2006 > 30(2): 198-201

引用本文:

Citation:

超宽带Er, Tm共掺石英光纤放大器稳态研究

1.
空军工程大学, 电讯工程学院, 西安, 710077

作者简介: 郑光威(1981- ),男,硕士研究生,研究方向为光通信、光纤放大器..

通讯作者: 赵尚弘, zhaoshangh@yahoo.com.cn ;

中图分类号: TN253

Analysis of steady state operation of ultra-wide band Er, Tm co-doped silica fiber amplifier

1.
Institute of Telecommunication Engineering, Air Force Engineering University, Xi'an 710077, China

Corresponding author: ZHAO Shang-hong, zhaoshangh@yahoo.com.cn ;

CLC number: TN253

摘要: 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。
- 光纤光学 /
- Er,Tm共掺石英光纤放大器 /
- 速率方程和功率传输方程 /
- 密集波分复用(DWDM)
Abstract: The operation principal of Er3+,Tm3+ co-doped silica fiber amplifier is presented when pumped at 980nm.Depending on the principal,the mathematical model of energy transfer process between Er3+ and Tm3+ ions is established.Based on the rate and propagation equations,numerical simulation of its steady state operation properties is performed and the simulation of output power spectrum of several channel signals as a function of different factors,(such as different fiber length,different pump power,and different Tm3+ ions concentration) is also given.The simulation results show that the amplifying bandwidth of this fiber is up to 90nm(twice larger than the traditional Er-doped fiber amplifier) and the average gain is up to 10dB when the pump power is just 400mW.Its characteristic of ultra-wide band amplifying is useful for DWDM in the near future.
- fiber optics /
- Er,Tm co-doped silica fiber amplifier /
- rate equations and propagation equations /
- dense wavelength division multiplexing(DWDM)

[1]	YAHEL E,HARDY A.Efficiency optimization of high-power Er-Ybcodoped fiber amplifiers for DWDM[J].J O S A,2003,B20 (6):1189～1197.
[2]	JEONG H,OH H,HAN S R et al.Broadband amplified spontaneous emission from an Er3+,Tm3+-dopoed silica fiber[J].Opt Lett,2003,28(3):161～163.
[3]	JACKSON S D,KING T A.Theoretical modeling of Tm-doped silica fiber lasers[J].IEEE Journal of Lightwave Technology,1999,17(5):948～956.
[4]	HENRY C H.Theory of spontaneous emission noise in open resonators and its application to lasers and optical amplifier[J].IEEE Journal of Lightwave Technology,1986,LT-4 (3):288～297.
[5]	DONG S F,ZHAO S H,ZHAN S B et al.Operation principles and numerical analysis of double-cladding erbium-ytterbium co-doped optical fiber amplifiers[A].High-Power Lasers and Applications Ⅱ[C].Shanghai:Proc of SPIE,2002.28～36.
[6]	PASQUALE F D.Modeling of highly-efficient grating-feedback and Fabry-Perot Er3+-Yb3+ co-doped fiber lasers[J].IEEE J Q E,1996,32(2):326～332.
[7]	BARNES W L,LAMING R I,TARBOX E J et al.Absorption and Emission cross section of Er3+ doped silica fibers[J].IEEE J Q E,1991,27(4):1004～1009.
[8]	DIGONNET M J F.Rear-earth-doped fiber lasers and amplifiers[M].2nd ed,New York:Marcel Dekker Inc,2001.91.
[9]	XU J,PRABHU M,LU J et al.Efficient double-clad thulium-doped fiber laser with a ring cavity[J].Appl Opt,2001,40(12):1983～1988.

[1]	黄小东 , 张小民 , 李明中 , 王建军 , 张锐 , 赵圣之 , 车雅良 , 许党朋 . 高功率掺Yb3+大模场光纤放大器实验研究. 激光技术, 2009, 33(4): 400-402. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.019
[2]	谢春霞 , 吕福云 , 张书敏 , 王健 , 段云锋 . 高功率Er/Yb共掺光纤超荧光光源. 激光技术, 2006, 30(1): 34-36.
[3]	周小红 , 王黎 , 高晓蓉 , 王泽勇 , 罗斌 . 超短光脉冲通过分布式光纤放大器的传输特性. 激光技术, 2011, 35(2): 278-281. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.037
[4]	肖起榕 , 田宁 , 黄磊 , 王东生 , 巩马理 . 高功率密度光纤激光元器件传输特性测试系统. 激光技术, 2009, 33(5): 459-461,465. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.023
[5]	甘桂蓉 . 单模光纤中洛伦兹脉冲传输特性研究. 激光技术, 2010, 34(2): 275-278. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.036
[6]	袁明辉 . 偏振模色散所致光纤链路传输损伤分析. 激光技术, 2009, 33(4): 397-399. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.017
[7]	夏彦文 , 唐军 , 孙志红 , 刘华 , 彭志涛 , 徐隆波 , 元浩宇 . 紫外激光脉冲的光纤传输特性研究. 激光技术, 2010, 34(3): 320-322. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.010
[8]	熊仁华 , 姚寿铨 . 塑料光纤耦合器的分析和研制. 激光技术, 2006, 30(1): 37-39,55.
[9]	张学典 , 陈楠 , 聂富坤 , 逯兴莲 , 常敏 . 基于结构和填充的光子晶体光纤色散分析. 激光技术, 2018, 42(1): 48-52. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.01.010
[10]	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
[11]	蒋月 , 林传亿 , 杨军 , 余向阳 . 光纤中5阶非线性效应对光脉冲传输的影响. 激光技术, 2009, 33(2): 201-204.
[12]	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
[13]	张敏 , 刘敏 , 孙世红 , 马玲芳 , 贺冯良 . 光子带隙光纤中纤芯环掺杂对传输特性的影响. 激光技术, 2011, 35(6): 817-819. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.025
[14]	李杰雄 , 李波 , 朱广志 , 岳建堡 , 王智用 . 高功率光纤激光器的残留包层光滤除研究. 激光技术, 2017, 41(6): 798-802. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.006
[15]	李雪 , 韩志刚 , 尹路 , 孟令强 , 朱日宏 . 大模场双包层光纤熔接的功率对准技术研究. 激光技术, 2017, 41(3): 337-341. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.007
[16]	刘国华 , 刘德明 . 高功率光纤激光器喇曼效应的数值分析. 激光技术, 2007, 31(3): 298-300,321.
[17]	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
[18]	黄沛 , 曹建林 , 宋宁 . 光纤布喇格光栅动态响应特性的计算和分析. 激光技术, 2008, 32(6): 651-654.
[19]	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.
[20]	姚琴芬 , 鹿姚 , 沈展羽 , 万洪丹 . 基于混合介质光纤干涉仪的单波长光纤激光器. 激光技术, 2023, 47(6): 854-859. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.018

点击查看大图

计量

文章访问数: 3484
HTML全文浏览量: 764
PDF下载量: 474
被引次数: 0

超宽带Er, Tm共掺石英光纤放大器稳态研究

通讯作者: 赵尚弘, zhaoshangh@yahoo.com.cn;

作者简介: 郑光威(1981- ),男,硕士研究生,研究方向为光通信、光纤放大器.

1. 空军工程大学, 电讯工程学院, 西安, 710077

收稿日期: 2005-03-13
录用日期: 2005-04-20
网络出版日期: 2006-03-25

关键词:

摘要: 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。