有限元法模拟掺镱光纤放大器的脉冲放大特性

徐云峰; 詹仪; 郑义

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ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

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有限元法模拟掺镱光纤放大器的脉冲放大特性

徐云峰 , 詹仪 , 郑义

文章导航 > 激光技术 > 2008 > 32(2): 201-203,206

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有限元法模拟掺镱光纤放大器的脉冲放大特性

1.
郑州大学激光与光电信息技术重点实验室郑州 450052

作者简介: 徐云峰(1982- ),男,硕士研究生,主要从事光纤激光器的研究..

通讯作者: 郑义, yzheng@zzu.edu.cn

中图分类号: TN253

Analysis of pulse amplification of ytterbium-doped fiber amplifiers by means of finite elements

1.
Henan Key Laboratory of Laser and Opto-electric Information Technology, Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China

Corresponding author: ZHENG Yi, yzheng@zzu.edu.cn

CLC number: TN253

摘要: 为了简单、快捷地模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性,采用有限元软件FEMLAB模拟掺Yb3+双包层光纤放大器的脉冲放大特性。用与快速傅里叶法模拟Yb3+光纤放大器脉冲放大特性相同的参量计算了在915nm前向抽运下,光纤放大器中的上能级粒子数,抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性,得到的与快速傅里叶法模拟的一致的粒子分布图等特征图,而且比快速傅里叶法得到更多和更准确的结果。结果表明,应用FEMLAB只需根据掺Yb3+光纤放大器的方程组,可以方便、快捷地确定参数进行数值模拟,对掺镱光纤放大器的系统设计和参量优化具有很好的参考价值。
- 光纤光学 /
- 掺镱光纤放大器 /
- 脉冲放大 /
- 双包层光纤
Abstract: The main purpose of this paper is to present the simple and fast method for simulating the characteristics of pulse amplification in ytterbium-doped double-clad fiber amplifiers with finite elements model FEMLAB package.The upper-level population distribution in the fiber,the pump power and the amplified spontaneous emission with 915nm forward pumping were studied by using the same parameters with the finite elements model fast Fourier transform.The transient output power,stored energy and gain of Gaussian pulse and square pulse were simulated.These results are in good agreement with those obtained according to fast Fourier transform.Furthermore,these results are more exact.The results show this method is convenient and fast.This method will offer valuable reference in design and parameter optimization of ytterbium-doped fiber amplifiers.
- fiber optics /
- ytterbium-doped fiber amplifier /
- pulse amplification /
- double clad fiber

[1]	WANG Y,PO H.Dynamic characteristics of double-clad fiber amplifiers for high-power pulse amplification[J].IEEE Journal of Lightwave Technology,2003,21(10):2262-2270.
[2]	HARDY A,ORON R.Signal amplification in strongly pumped fiberamplifiers[J].IEEE J Q E,1997,33(3):307-313.
[3]	VALLEY G C,WRIGHT M.Modeling transient gain dynamics in acladding-pumped Yb3+-doped fiber amplifier pulsed at low repetition rates[C]//CLARKSON A.CLEO 2001 Papaer CWA51.Baltimore,United States:Conference on Lasers Electro-Optics,2001:300-301.
[4]	LU X Q,CHEN Sh H.Ytterbium-doped fiber amplifiers[J].Chinese Journal of Lasers,2001,28(3):209-214(in Chinese).
[5]	PASCHOTAL R,NILSSON A C J.Ytterbium-doped fiber amplifiers[J].IEEE J Q E,1997,33(7):1049-1056.
[6]	KONG L F,LOU Q H,ZHOU J,et al.Frequency response and transient gain of Yb-doped clad fiber amplifier[J].Acta Photonica Sinica,2004,33(11):1286-1289(in Chinese).
[7]	HANNA D C,PERCIVAL R M,PERRY I R,et al.An ytterbium-doped monomode fiber laser:brodly tunable operation from 1.010μm to 1.162μm and three-level operation at 974nm[J].Journal of Modern Optics,1990,37(4):517-525.
[8]	BRUNET F,TAILLON Y,GALARNEAU P,et al.Practical design of double-clad ytterbium-doped fiber amplifiers using giles parameters[J].IEEE J Q E,2004,40(9):1294-1300.
[9]	WRIGHT M W,VALLEY G C.Yb-doped fiber amplifier for deep-space communications[J].IEEE Journal of Lightwave Technology,2005,23(3):1369-1374.
[10]	ZHAN Y,ZHENG Y,ZHAO Y H,et al.The gain and noise characteristics of double cladding ytterbium-doped fiber amplifiers at different pump modes[J].Laser Technology,2007,31(1):50-53(in Chinese).

[1]	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
[2]	夏贵进 , 段景汉 , 赵尚弘 , 董淑福 . 带反射镜双包层Er-Yb共掺光纤放大器性能研究. 激光技术, 2004, 28(1): 12-15,19.
[3]	庄茂录 , 赵尚弘 , 董淑福 , 马丽华 . 双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器粒子数特性分析. 激光技术, 2004, 28(4): 379-382,409.
[4]	沈华 , 丁广雷 , 王屹山 , 赵卫 . 双包层掺铒光纤激光器的数值模拟与实验. 激光技术, 2006, 30(1): 70-72.
[5]	陈吉欣 , 隋展 , 陈福深 , 刘志强 . 掺Yb3+双包层光纤激光器的热效应分析. 激光技术, 2006, 30(3): 268-270.
[6]	徐庆超 , 刘冀鹏 , 陈建国 , 周鼎富 , 杨泽后 . 解析求解双包层光纤激光器中受激喇曼光的阈值. 激光技术, 2008, 32(1): 1-3,7.
[7]	陆丹 , 葛廷武 , 伍剑 , 徐坤 , 林金桐 . D形双包层大模场光纤激光偏振特性研究. 激光技术, 2009, 33(5): 509-511. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.013
[8]	方刚 , 徐向涛 , 全恩臣 , 戴特力 , 范嗣强 , 张鹏 . 掺Yb3+双包层光纤激光器的研究进展. 激光技术, 2014, 38(2): 278-282. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.028
[9]	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
[10]	韦文楼 , 欧攀 , 闫平 , 巩马理 , 肖力敏 . 双包层光纤的侧面泵浦耦合技术. 激光技术, 2004, 28(2): 116-120.
[11]	张军 , 潘玉寨 , 胡贵军 , 张亮 , 李守春 , 王立军 . 掺镱双包层光纤光栅激光器输出特性的研究. 激光技术, 2004, 28(2): 173-176.
[12]	董淑福 , 陈国夫 , 赵尚弘 , 沈华 , 王屹山 . 高功率多模铒镱共掺双包层光纤激光器的研究. 激光技术, 2006, 30(4): 366-369.
[13]	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.
[14]	董淑福 , 程光华 , 杨玲珍 , 陈国夫 . 双包层光纤激光器泵浦光耦合及激光反馈研究. 激光技术, 2003, 27(6): 523-525.
[15]	徐晟 , 王子华 . 用边界反射原理计算双包层光纤的吸收效率. 激光技术, 2004, 28(6): 633-635.
[16]	吴中林 , 楼祺洪 , 董景星 , 魏运荣 . 微棱镜与双包层光纤侧面耦合效率的实验研究. 激光技术, 2005, 29(5): 533-534,545.
[17]	欧攀 , 闫平 , 巩马理 , 张春熹 . 双包层光纤激光器的熔接型侧面耦合器. 激光技术, 2008, 32(1): 8-10,22.
[18]	邵橦 , 闫平 , 张海涛 , 巩马理 . CO2激光熔接型双包层光纤侧面抽运耦合器. 激光技术, 2010, 34(3): 367-369. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.023
[19]	段志春 , 陈建国 , 张利平 , 周鼎富 , 杨泽后 . 双包层光纤激光器速率方程的解析求解问题. 激光技术, 2007, 31(3): 274-276.
[20]	欧攀 , 张春熹 , 闫平 , 巩马理 . 多点抽运的双包层光纤激光器数值分析研究. 激光技术, 2007, 31(2): 150-152,178.

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有限元法模拟掺镱光纤放大器的脉冲放大特性

通讯作者: 郑义, yzheng@zzu.edu.cn

作者简介: 徐云峰(1982- ),男,硕士研究生,主要从事光纤激光器的研究.

1. 郑州大学激光与光电信息技术重点实验室郑州 450052

收稿日期: 2007-02-01
录用日期: 2007-03-23
网络出版日期: 2008-04-25

关键词:

摘要: 为了简单、快捷地模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性,采用有限元软件FEMLAB模拟掺Yb3+双包层光纤放大器的脉冲放大特性。用与快速傅里叶法模拟Yb3+光纤放大器脉冲放大特性相同的参量计算了在915nm前向抽运下,光纤放大器中的上能级粒子数,抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性,得到的与快速傅里叶法模拟的一致的粒子分布图等特征图,而且比快速傅里叶法得到更多和更准确的结果。结果表明,应用FEMLAB只需根据掺Yb3+光纤放大器的方程组,可以方便、快捷地确定参数进行数值模拟,对掺镱光纤放大器的系统设计和参量优化具有很好的参考价值。