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掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的优化算法
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作者 王春灿 张帆 +4 位作者 陆玉春 耿蕊 童治 宁提纲 简水生 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1428-1432,共5页
利用平均反转率迭代算法计算掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的稳态速率方程组,并采用遗传算法对分布泵浦功率的大小和每段光纤长度同时进行优化。评估函数中引入了每段光纤中最高温度的标准方差,以确保每段光纤中的最高工作温度是... 利用平均反转率迭代算法计算掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的稳态速率方程组,并采用遗传算法对分布泵浦功率的大小和每段光纤长度同时进行优化。评估函数中引入了每段光纤中最高温度的标准方差,以确保每段光纤中的最高工作温度是相同的。通过优化,7段泵浦的最高温度和标准方差分别为126.34℃和1.95℃,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为119.76℃和2.12℃。而未经优化的7段泵浦的最高温度和标准方差分别为147.12℃和21.37℃,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为139.95℃和20.83℃。计算结果表明:泵浦方式的优化降低了最高温度和标准方差,实现了光纤中温度分布的均匀性,并且通过增加泵浦段数可以进一步降低最高温度和平坦温度分布。 展开更多
关键词 掺镱双包层光纤放大器 热效应 平均反转率 遗传算法
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应用FEMLAB模拟掺镱双包层光纤放大器脉冲放大特性(英文)
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作者 詹仪 郑义 徐云峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1238-1242,共5页
应用FEMLAB软件模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性.计算了在915 nm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.与文献上的结果进行比较证明... 应用FEMLAB软件模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性.计算了在915 nm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.与文献上的结果进行比较证明了该程序的有效性. 展开更多
关键词 光纤光学 掺镱双包层光纤放大器 有限元模拟 脉冲放大
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高功率掺镱双包层光纤放大器放大特性理论模拟 被引量:9
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作者 许党朋 李明中 +3 位作者 吕新杰 王建军 林宏奂 黄小东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1071-1076,共6页
运用掺镱双包层光纤放大器的理论模型,分析了连续和脉冲光放大时放大自发辐射(ASE)的计算方法。采用Runge-Kutta方法求解了考虑ASE稳态时掺镱双包层光纤放大器的放大特性,采用有限差分法求解了矩形、高斯和超高斯脉冲的放大特性。结果表... 运用掺镱双包层光纤放大器的理论模型,分析了连续和脉冲光放大时放大自发辐射(ASE)的计算方法。采用Runge-Kutta方法求解了考虑ASE稳态时掺镱双包层光纤放大器的放大特性,采用有限差分法求解了矩形、高斯和超高斯脉冲的放大特性。结果表明:用3 m长的双包层光纤、10 W的泵浦功率可以将脉宽3 ns、峰值功率为1 W的脉冲信号光峰值功率放大到15 kW左右;在饱和增益情况下,脉冲的波形变尖,宽度变窄;采用短的大模场双包层光纤和后向泵浦方式可以有效地降低ASE,并避免有害非线性效应。 展开更多
关键词 光纤激光器 双包光纤 放大器 放大自发辐射 RUNGE-KUTTA方法 稳态增益
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双包层掺铥光纤放大器中的受激布里渊散射 被引量:1
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作者 刘庆敏 孙慧杰 +3 位作者 侯尚林 雷景丽 武刚 晏祖勇 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期226-237,共12页
理论分析了波长为2μm的掺铥光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)对激光输出性能的影响,研究了双包层掺铥光纤在793 nm的泵浦波长和1.9~2.1μm的激光工作波段的光模分布、有效折射率、有效模场面积和归一化频率,数值计算了在1.9~2.1μm的... 理论分析了波长为2μm的掺铥光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)对激光输出性能的影响,研究了双包层掺铥光纤在793 nm的泵浦波长和1.9~2.1μm的激光工作波段的光模分布、有效折射率、有效模场面积和归一化频率,数值计算了在1.9~2.1μm的激光工作波段双包层掺铥光纤中的布里渊频移和布里渊增益谱等SBS特性。利用增益光纤中的受激布里渊散射理论模型,研究了受激布里渊散射对掺铥光纤放大器激光输出性能的影响。在DTDF-10/130双包层掺铥光纤中,使用功率为100 W、波长为793 nm的连续光作为泵浦,可对波长为2μm、功率为0.01 W的连续信号光进行放大。当泵浦光功率填充因子为0.01、0.02和0.03时,信号光的最大输出功率分别为25.27 W、31.08 W和34.06 W。对应的最佳双包层光纤长度为2.66 m、2.02 m和1.75 m,由受激布里渊散射产生的斯托克斯光功率分别为1.68 W、1.39 W和1.14 W。结果表明,在掺铥光纤放大器中使用泵浦光功率填充因子大的双包层光纤可以降低光纤长度,从而减小受激布里渊散射对信号激光输出功率的影响。本文的数值模型可以对光纤放大器的光纤长度进行优化,对提高实验效率、降低实验成本具有重要价值。 展开更多
关键词 受激布里渊散射 双包 光纤 放大器
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掺镱双包层脉冲光纤放大器的特性研究(英文) 被引量:3
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作者 张晓 宋晏蓉 +3 位作者 于振华 杨昭辉 田金荣 张新平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1287-1291,共5页
在高频及低频脉冲种子光的情况下讨论了掺镱双包层光纤放大器的输出特性.在有限差分法中,对于不同重复频率的脉冲种子光,需要设置不同的初始条件以快速计算得到稳定输出.本文给出了在高频和低频情况下设置初始条件的方法,并讨论了作为... 在高频及低频脉冲种子光的情况下讨论了掺镱双包层光纤放大器的输出特性.在有限差分法中,对于不同重复频率的脉冲种子光,需要设置不同的初始条件以快速计算得到稳定输出.本文给出了在高频和低频情况下设置初始条件的方法,并讨论了作为种子光的准连续高频高斯脉冲峰值功率与其等效连续光功率之间的关系,最后计算了种子光为高频及低频脉冲情况下的平均输出功率与泵浦功率的关系. 展开更多
关键词 光纤放大器 离子 等效连续功率 有限差分法
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级联双包层铒镱共掺光纤放大器的性能分析 被引量:2
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作者 吴粤湘 马晓明 赵晓吉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2066-2070,共5页
基于速率方程和光传输方程,对级联双包层铒镱共掺光纤放大器(Er3+/Yb3+co-DopedFiber Amplifier,EYDFA)进行了研究.数值模拟计算得到级联双包层EYDFA的最佳光纤长度,以及前后向泵浦功率之比和光隔离器位置对于增益以及噪音系数的影响.... 基于速率方程和光传输方程,对级联双包层铒镱共掺光纤放大器(Er3+/Yb3+co-DopedFiber Amplifier,EYDFA)进行了研究.数值模拟计算得到级联双包层EYDFA的最佳光纤长度,以及前后向泵浦功率之比和光隔离器位置对于增益以及噪音系数的影响.通过选择合适的前后向泵浦功率之比和隔离器的位置优化级联放大器结构,其增益提高了4dB,噪音系数降低了近3dB. 展开更多
关键词 光纤通信 双包光纤放大器 速率方程和光传输方程 隔离器
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915nm泵浦混合掺铒/铒镱共掺双包层光纤放大器 被引量:1
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作者 王国政 王蓟 +5 位作者 孟海螺 李楠 彭以新 张云琦 刘亮 端木庆铎 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期473-477,共5页
研究了一种混合掺铒/铒镱共掺光纤放大器,用掺铒光纤放大器作为输入信号的预放大器,用铒镱共掺双包层光纤放大器作为主放大器。掺铒光纤放大器采用20m长掺铒光纤作为增益介质,采用最大输出功率318mW的单模半导体激光器二极管作为泵浦源... 研究了一种混合掺铒/铒镱共掺光纤放大器,用掺铒光纤放大器作为输入信号的预放大器,用铒镱共掺双包层光纤放大器作为主放大器。掺铒光纤放大器采用20m长掺铒光纤作为增益介质,采用最大输出功率318mW的单模半导体激光器二极管作为泵浦源,预放大器获得的最大输出功率是113mW。铒镱共掺光纤放大器采用14m长铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,采用2个915nm多模半导体激光二极管作为泵浦源,在输入信号功率为10mW、信号波长1555nm时,混合光纤放大器获得了最大输出功率为32.04dBm,即1.6W,与此相应的混合光纤放大器的光-光转换效率为18.5%。 展开更多
关键词 光电子学 高功率光纤放大器 混合结构 双包光纤
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双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器粒子数特性分析 被引量:8
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作者 庄茂录 赵尚弘 +1 位作者 董淑福 马丽华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期379-382,409,共5页
基于速率方程和光传输方程 ,对双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤放大器的计算模型进行了讨论 ,并利用数值模拟结果对 980nm激光抽运双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤放大器Er3 + 上能级粒子数的分布特性进行了分析。分别给出了正向抽运和反向抽... 基于速率方程和光传输方程 ,对双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤放大器的计算模型进行了讨论 ,并利用数值模拟结果对 980nm激光抽运双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤放大器Er3 + 上能级粒子数的分布特性进行了分析。分别给出了正向抽运和反向抽运条件下 ,Er3 + 归一化上能级粒子数分布曲线。 展开更多
关键词 光纤放大器 双包光纤 粒子数分布
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掺Yb双包层光纤放大器的瞬态增益和频率响应 被引量:10
9
作者 孔令峰 楼祺洪 +4 位作者 周军 吴中林 董景星 魏运荣 朱健强 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1286-1289,共4页
在理论上和实验上对掺Yb双包层光纤放大器(YDCFA)的瞬态增益特性进行了研究建立了简化的瞬态增益基本模型,数值计算了低频光脉冲经过双包层光纤的放大波形,分析了瞬态增益饱和和恢复特性在实验中对种子源放大的YDCFA的脉冲特性进行了分析。
关键词 光纤放大器 双包光纤 瞬态增益
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双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器动态特性研究 被引量:9
10
作者 占生宝 赵尚弘 +2 位作者 董淑福 方绍强 张虎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期729-732,共4页
基于速率方程的离散算法,实现了对双包层Er3+/Yb3+光纤放大器动态特性的分析。研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化。结果表明:对于... 基于速率方程的离散算法,实现了对双包层Er3+/Yb3+光纤放大器动态特性的分析。研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化。结果表明:对于单个脉冲,在相同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于输入脉冲的峰值功率;在不同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于泵浦功率。对于脉冲序列,在达到稳定的输出前,将经历一个输出功率和增益由高到低的变化过程。对于异步转移模式的多信道脉冲,脉冲重叠时的功率和增益变化要快于非重叠时功率和增益的变化。 展开更多
关键词 ER^3+/YB^3+共 双包光纤放大器 单信道 多信道 脉冲信号
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带反射镜双包层Er-Yb共掺光纤放大器性能研究 被引量:9
11
作者 夏贵进 段景汉 +1 位作者 赵尚弘 董淑福 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期12-15,19,共5页
基于速率方程和传输方程 ,理论分析了带反射镜双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出信号功率和噪声性能。由于反射镜对剩余泵浦光的反射作用 ,致使激活光纤中参与能量转换的泵浦光增加 ,从而改善了双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出性能。数... 基于速率方程和传输方程 ,理论分析了带反射镜双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出信号功率和噪声性能。由于反射镜对剩余泵浦光的反射作用 ,致使激活光纤中参与能量转换的泵浦光增加 ,从而改善了双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出性能。数值结果表明 ,带反射镜光纤放大器只需要无反射镜光纤放大器激活光纤长度的一半 ,便能获得与之基本相等的高功率输出信号 ;对于同向泵浦和反向泵浦方式 ,其噪声系数均低于 4dB。 展开更多
关键词 光纤放大器 双包光纤 输出信号功率 噪声特性
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使用FBG及更短光纤的高效Er^(3+)Yb^(3+)共掺双包层光纤放大器(英文) 被引量:3
12
作者 董淑福 杨玲珍 +1 位作者 程光华 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期257-260,共4页
提出在光纤放大器中 ,使用光纤布喇格光栅作为泵浦光反射镜 ,所需的双包层光纤可以缩短 ,同时至少保持了与没有光纤布喇格光栅作为反射镜时光纤放大器相同的性能 基于速率及传输方程 ,对使用和不使用光纤布喇格光栅的铒、镱共掺双包层... 提出在光纤放大器中 ,使用光纤布喇格光栅作为泵浦光反射镜 ,所需的双包层光纤可以缩短 ,同时至少保持了与没有光纤布喇格光栅作为反射镜时光纤放大器相同的性能 基于速率及传输方程 ,对使用和不使用光纤布喇格光栅的铒、镱共掺双包层光纤放大器的性能进行了数值模拟 结果表明 ,使用光纤布喇格光栅作为反射镜时光纤放大器可以获得与无光栅时相同的输出功率 ,但仅仅需要后者长度一半的光纤 ,无论是前向泵浦还是后向泵浦 对后向泵浦方式并使用光纤布喇格光栅作为反射镜 ,可获得最高的输出功率及光增益 。 展开更多
关键词 光纤放大器 双包光纤 铒、 泵浦 光纤通信 光纤布喇格光栅
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双包层Yb/Er共掺光纤放大器的数值模拟 被引量:5
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作者 赵崇光 宁永强 +2 位作者 刘洋 王蓟 王立军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1349-1353,共5页
为优化光纤放大器结构,对980 nm抽运的双包层Yb/Er共掺光纤放大器进行了数值模拟,分析了不同功率下信号光的增益,计算了稳态情况下光纤中的反转粒子数、抽运光功率、信号光功率沿光纤轴向的分布以及放大器的斜率效率。根据数值模拟的结... 为优化光纤放大器结构,对980 nm抽运的双包层Yb/Er共掺光纤放大器进行了数值模拟,分析了不同功率下信号光的增益,计算了稳态情况下光纤中的反转粒子数、抽运光功率、信号光功率沿光纤轴向的分布以及放大器的斜率效率。根据数值模拟的结果,采用10 m长的双包层Yb/Er共掺光纤建立了光纤放大器实验装置。最大光纤抽运功率为6 W,初始信号光功率为0.5 W时,获得了1.9 W的最大输出功率,斜率效率为23.4%。 展开更多
关键词 光纤放大器 双包Yb/Er共光纤 数值模拟
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双包层Er-Yb共掺光纤放大器上能级粒子数分布研究 被引量:5
14
作者 夏贵进 张居梅 何海光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期654-657,共4页
基于速率方程和功率传播方程 ,数值分析了双包层Er Yb共掺光纤放大器在波长为 972nm的泵浦光作用下 ,分别采用三种不同泵浦方式 ,其Er3+ 和Yb3+ 上能级粒子数分布情况 .数值结果表明 ,Er3+ 上能级粒子数分布受信号功率影响作用大 ,激发... 基于速率方程和功率传播方程 ,数值分析了双包层Er Yb共掺光纤放大器在波长为 972nm的泵浦光作用下 ,分别采用三种不同泵浦方式 ,其Er3+ 和Yb3+ 上能级粒子数分布情况 .数值结果表明 ,Er3+ 上能级粒子数分布受信号功率影响作用大 ,激发率基本保持在 5 0 %以上 ;Yb3+ 上能级粒子数分布受泵浦功率影响作用大 ,激发率基本保持在 10 %以下 ,该结论对双包层Er Yb共掺光纤放大器的性能研究具有一定指导意义 . 展开更多
关键词 光纤放大器 双包光纤 上能级 粒子数分布
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级联双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器的增益瞬态 被引量:6
15
作者 彭靳 占生宝 +1 位作者 丁健 肖文标 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第6期11-13,共3页
基于速率方程的离散算法,首次实现了对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器级联链路增益瞬态的分析。研究了级联链路中功率漂移与撤除信道数及级联放大器数量的关系。
关键词 Er3+/Yb3+共 双包光纤放大器 级联EYDFA链路 增益瞬态
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高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性(英文) 被引量:2
16
作者 张海伟 盛泉 +3 位作者 史伟 白晓磊 付士杰 姚建铨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期193-200,共8页
通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解,得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布。计算结果表明,双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K。同时,信号光与泵浦... 通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解,得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布。计算结果表明,双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K。同时,信号光与泵浦光功率的比值决定了温度最高点和熔接点的距离,在泵浦光功率为100 W、信号光功率为10 mW的情况下,两者之间的距离可达30 cm。通过分析不同内包层形状的双包层光纤的径向与轴向的热分布情况发现,相较于其他内包层形状的双包层光纤,偏芯型双包层掺铥光纤因其具有较低的最高温度、较高的泵浦效率和高斯型横截面热分布而较适用于掺铥光纤放大器。 展开更多
关键词 光纤放大器 热效应 双包光纤 解析模型
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双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器增益和噪声特性分析 被引量:3
17
作者 庄茂录 董淑福 +1 位作者 管桦 赵尚弘 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 2003年第6期48-52,共5页
基于速率方程和光传输方程,对980nm激光泵浦Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器的增益和噪声特性进行了分析。数值模拟结果表明,在小信号和大信号情况下,双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器在1520nm~1570nm波长范围内都具有良好的增益和噪声特性。
关键词 光纤放大器 双包光纤 增益 噪声特性
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双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器ASE的动态特性 被引量:2
18
作者 占生宝 朱蕊频 +2 位作者 马志强 石磊 赵尚弘 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2006年第2期73-77,共5页
基于速率方程的离散算法,对连续和脉冲泵浦下的双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE动态特性进行了研究,对ASE随时间呈现不同变化的原因进行了分析。结果表明:连续光泵浦下,双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE达到稳态的时间和输出功率的... 基于速率方程的离散算法,对连续和脉冲泵浦下的双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE动态特性进行了研究,对ASE随时间呈现不同变化的原因进行了分析。结果表明:连续光泵浦下,双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE达到稳态的时间和输出功率的大小依赖于泵浦功率,ASE输出功率的增加与Er3+上能级粒子数的减少相对应;脉冲光泵浦下,光纤长度对正向ASE输出功率的饱和存在显著的影响,但不影响反向ASE输出功率的饱和。 展开更多
关键词 ER^3+/YB^3+共 双包光纤放大器 泵浦 自发辐射 反转粒子数
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双包层掺染料聚合物光纤放大器的增益性能分析 被引量:5
19
作者 李炳新 于荣金 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1466-1472,共7页
双包层聚合物光纤放大器可以减小染料的热漂白,使用速率方程的方法,给出了一个能够全面描述双包层掺染料聚合物光纤放大器增益性能的模型,模型既考虑了染料三重态能级对速率方程的影响,又考虑了双包层结构对泵浦光的影响,可以在稳态的... 双包层聚合物光纤放大器可以减小染料的热漂白,使用速率方程的方法,给出了一个能够全面描述双包层掺染料聚合物光纤放大器增益性能的模型,模型既考虑了染料三重态能级对速率方程的影响,又考虑了双包层结构对泵浦光的影响,可以在稳态的情况下计算放大器的各种增益性能指标. 展开更多
关键词 聚合物光纤放大器 增益 染料 双包
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双包层铒镱共掺光纤放大器增益钳制效果研究
20
作者 付翔 占生宝 彭靳 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第11期27-29,共3页
基于速率方程的离散算法,采用环形腔增益控制方案,实现了对双包层Er3+/Yb3+光纤放大器增益钳制的分析,研究了增益和噪声指数钳制随衰减器衰减系数的变化关系。结果表明,随着衰减器衰减系数的逐渐增大,EYDFA的增益钳制范围逐渐增大,但增... 基于速率方程的离散算法,采用环形腔增益控制方案,实现了对双包层Er3+/Yb3+光纤放大器增益钳制的分析,研究了增益和噪声指数钳制随衰减器衰减系数的变化关系。结果表明,随着衰减器衰减系数的逐渐增大,EYDFA的增益钳制范围逐渐增大,但增益钳制幅度逐渐减小;随着衰减器衰减系数的增大,EYDFA的输出噪声指数逐渐增大,由此影响输出信号质量。 展开更多
关键词 ER3+ Yb3+共 双包光纤放大器 增益钳制 噪声指数
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