宽带ErTm共掺石英光纤放大自发辐射特性分析

对掺锗石英光纤的紫外光敏特性进行了实验研究.实验结果表明:未载氢光纤经过紫外光照射后折射率变化在10-4数量级;而载过氢光纤的折射率变化在10-3数量级,比未载氢的光纤折射率变化提高了一个数量级.载氢前后光纤的折射率变化随曝光时间的变化规律是不同的,这表明载氢前后光纤的光敏性微观机理是不同的.对载氢前后光纤的光敏性机理进行了分析与讨论,分别解释了未载氢光纤和载氢光纤的折射率随紫外光曝光时间的变化过程.

塑料光纤pof与石英光纤和铜缆优劣对比 近年来，全球塑料光纤市场需求呈不断攀升趋势，通信用塑料光纤市场以每年约20%的速率 增长。在欧洲、美国、日本等发达地区以及韩国、巴西等，是塑料光纤主要消费地区，塑料 光纤市场比较成熟。 在国家对“光进铜退”政策的大力支持下，国内的塑料光纤技术的应用得到进一步发展，塑料 光纤技术已成为解决终端用户最后几百米的最可靠、最快速的通信传输方式之一，并已列入 电力新技术、新产品、新成果的应用领域中。目前，塑料光纤在通信行业的应用正逐渐在全 球兴起。作为新兴的通信技术符合国家“光进铜退”、低碳、节能、环保的产业发展方向。 塑料光纤pof与石英光纤的对比 石英光纤具有带宽大,衰减低等特点，是长距离通信干线的理想的传输介质，但在光纤入户 时却遇到巨大困难。其芯径细(8~62.5μm),在光纤耦合、互接中需要高精密度对准，几微米

光纤与电缆及其应用技术 opticalfiber&electriccable 2004年第6期 no.6　2004 [收稿日期]　2004-04-07 [作者简介]　吴中林(1963-),中国科学院上海光学精密机 械研究所工程师. [作者地址]　上海市嘉定区清河路390号,201800 应用技术 大芯径多模石英光纤端面耦合技术研究 吴中林,　楼祺洪,　董景星,　魏运荣 (中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800) 　　[摘　要]　对大芯径多模光纤端面耦合技术进行了研究,实验测量了光纤端面间的横向偏离、轴向偏离及光纤 轴夹角对耦合效率的影响,其中光纤端面间的横向偏离对耦合效率影响较大,这些实验结果对大芯径多模光纤端面 间的连接或熔接以及提高耦合效率具有一定意义。 　　[关键词]　

研究了1064nm波长双向泵浦的掺铥石英光纤放大器(tdsfa),测量了信号开关增益随泵浦功率和信号波长的变化情况.在最大入纤功率1400mw泵浦下,放大器在1485～1517nm的较宽范围内具有放大能力,最大增益3.76db.分析表明,弱的基态吸收和强的激发态吸收限制了放大器增益的进一步提高,表明上转换泵浦的tdsfa是可行的.

利用连续光纤激光器为泵浦源,对单模石英光纤中的受激喇曼散射进行了实验研究在较低功率泵浦下,观察到由自发喇曼散射向受激喇曼散射演化的过程中,光谱不断变窄;当stokes波信号功率较强时,观察到光谱峰值相对于泵浦波的频移量从440cm-1转化到490cm-1在改进耦合系统后,不仅观察到一级喇曼频移,并且观察到了高阶stokes光在产生多级喇曼光谱时能量移动比较复杂,每两级的喇曼频移间隔并不完全相同

介绍了石英光纤预制棒表面处理生产线的生产流程和生产工艺,给出了表面处理生产线中酸洗槽的结构、工艺流程。详细介绍了对芯棒和套管表面进行hf酸洗和纯水清洗的表面处理工艺。该石英光纤预制棒表面处理生产线是现今国内先进的自动化酸洗生产线,其对提高光纤预制棒的质量,保证光纤有低损耗十分关键。

为了研究γ射线辐照对石英光纤的影响,实验研究了单模石英光纤在不同γ射线辐照条件下,回波损耗、偏振相关损耗、散射损耗、吸收损耗、模场分布以及导模传播常数等光学参数的变化。利用x射线衍射技术测试了光纤辐照前后的密度变化。利用相干光干涉和光激励热驰豫效应,开发了一种新的光热相移技术,为光纤抗辐照加固研究提供了一定的实验参考。

研究了在不同温度下单模石英光纤的受激拉曼散射光谱,从实验和理论上分析了温度对拉曼散射光谱特性的影响,在脉冲调q倍频yag激光的泵浦作用下,获得了石英光纤一级斯托克斯光的拉曼频移、带宽及光强随温度的变化规律。实验表明随着温度的升高,拉曼频移逐渐增大,在一定的温度范围内拉曼频移和温度成线性关系。在相同的泵浦功率作用下,当温度较低时,拉曼光谱的级次较低,低温对高阶斯托克斯光有抑制作用;温度越低其阈值越高;而拉曼光谱的谱线宽度随温度的变化不是线性的,存在一个谱线宽度极大值点。理论和实验表明温度对光纤受激拉曼散射的光谱特性有直接的影响。

在以yag倍频激光器为光源进行阶跃型单模石英光纤的受激喇曼散射实验中发现,随斯托克斯波级次的增高,产生的模式为光纤所能传输的最高阶模式。由于光纤中介质对不同的波长具有不同的色散效应,因此,对能形成导模的斯托克斯波要求其要同时满足色散效应和受激喇曼位相匹配这两个条件,才能在光纤中传输。根据理论计算能够很好地解释实验现象。

在以yag倍频激光器为光源进行阶跃型单模石英光纤的受激喇曼散射实验中发现,随斯托克斯波级次的增高,产生的模式为光纤所能传输的最高阶模式。由于光纤中介质对不同的波长具有不同的色散效应,因此,要求形成导模的斯托克斯波能同时满足色散效应和受激喇曼位相匹配这两个条件,才能在光纤中传输。根据理论计算能够很好的解释实验现象。

用10m长单模石英光纤进行受激拉曼散射温度特性研究,实验中发现在泵浦光和一级stokes左右出现了附加峰(称为双峰),其峰强度随温度的升高(80～295k)呈现先增加后减弱现象。当温度达到295k时,一级stokes双峰消失。由受激四光子混频理论计算可知,这种双峰现象是受激四光子混频的结果。同时对srs一级stokes所产生的受激四光子混频的stokes频移随温度升高由706.9cm-1增大到712.9cm-1和其半宽度由1.75nm增至2.18nm的现象也进行了解释。

石英多模光纤共分8种： 1、双包层光纤2、硬树脂包层光纤 3、硅橡胶包层光纤4、聚酰亚胺涂层光纤 5、侧发光光纤6、锥度光纤 7、氟涂层光纤8、耐辐照光纤 一、双包层光纤（hcs） 1.技术说明 石英双包层光纤按光谱传输范围分为紫外石英双包层光纤（uvhcs）和红外石英双包 层光纤（irhcs）；数值孔径（na）：0.22±0.02、0.27±0.02；芯皮比（ccdr）： 1：1.04、1：1.05、1:1.1、1:1.2、1:1.4。 2．光纤光谱图如下： 传输范围：uvhcs：190nm～1200nm；irhcs：350nm～2500nm 透过率(波长632.8nm)：≧99.7％/m； 长期使用温度（丙烯酸树脂涂层）：-40℃～80℃ 长期弯曲使用半径：300d（d为光纤包层

为优化双程后向结构的掺铒光源,分析了光纤长度、泵浦功率和温度的变化对光源平均中心波长的影响,初步确定了掺铒光纤长度的优化范围,并在全温度范围内进行实验验证。实验选用的980nm泵浦源电流为110ma,掺铒光纤的长度为12.5m,该装置的输出功率为13.26mw,光源的平均波长稳定性为0.6℃-1。通过建立光谱分布优化仿真模型,实现输出光谱的近高斯分布,3db带宽达到32nm。经过优化后得到的掺铒光纤光源具有输出功率高、平均波长稳定性好、输出光谱呈高斯分布等优势,是高精度光纤陀螺的理想光源。

利用波长为976nm的半导体激光器抽运掺yb双包层光纤,制成了大功率光纤宽带超荧光光源.最大超荧光输出功率为54.11mw;此时斜率效率为69.35%,中心波长为1082nm,3db带宽为17.2nm.

研究了百皮秒脉冲在掺镱双包层光纤放大器(yddcfa)中的放大特性及非线性效应。在1053nm波段,分别对重复频率为70mhz的准连续百皮秒信号和1hz的单脉冲百皮秒信号进行了放大。准连续脉冲输入信号平均功率为55mw,谱宽为0.016nm,饱和增益为7.02db,使用法布里-珀罗(f-p)干涉仪测量自相位调制(spm)效应引起的信号光谱展宽为0.01nm。单脉冲输入信号峰值功率为8.1w,在输出峰值功率为6950w、增益为29.3db时发生受激拉曼散射(srs)效应,利用光纤布拉格光栅拉伸扫描的方法,观察到spm和srs效应引起的光谱变化,利用单模光纤的色散作用分离信号脉冲和斯托克斯脉冲,对srs现象进行了判断,解决了单脉冲光谱不易观察的问题。实验结果表明,srs效应是制约百皮秒脉冲放大的主要因素。

采用高功率975nm多模半导体激光器(ld)作为抽运源,以大模场掺yb3+双包层光纤(ydcf)作为激光增益介质,运用能够承受较高功率运行的利特罗(littrow)光栅外腔调谐结构,实现了宽带可调谐激光输出。实验中,双包层光纤采用最优光纤长度14m,光栅经仔细调整后有效入纤反馈效率约20%,当入纤抽运功率约1.3w时,激光器达到阈值并开始振荡。通过连续旋转光栅,激光输出波长能在1046~1121nm之间实现可调谐,可调范围达75nm。当入纤抽运功率为48w时,在1089nm波长处获得最大输出功率23.7w,相应斜率效率为53%。最后,基于数值模拟简单地分析了激光输出特性,实验结果与数值模拟结果基本保持一致。

将psod(等离子固态外部沉积)、光纤预制棒制备技术以及光纤拉丝技术相结合,成功开发了芯棒+天然石英砂套管的预制棒制备技术。该技术以成本相对较低的天然石英砂为原料,等离子体为热源,干燥压缩空气为工作气体,熔制了符合光纤生产要求的套管,并研究出了合适的光纤生产工艺路线。该套管的工艺路线简单,无需合成套管工艺中的脱水和烧结处理,且生产过程不会产生有毒有害的尾气,对环境无污染。针对天然石英砂材料的特殊性质,制定了低掺杂的预制棒沉积技术以及高张力拉丝的工艺条件,成品光纤各方面合格,并具有更低的衰耗。

报道了一种结构紧凑的自调q双包层er-yb共掺光纤(eydf)环形激光器。利用双包层eydf同时作为增益光纤和可饱和吸收体,光纤光栅(fbg)作为波长选择器,实现了中心波长1539.80nm的稳定自调q脉冲输出。自调q运转可在泵浦功率376~1208mw的较大范围内获得,调q重复频率从7.40khz到64.2khz连续可调谐。自调q最短脉冲宽度为1.8μs,最大单脉冲能量为1.65μj,最大平均输出功率为81.3mw,调q脉冲的频谱信噪比(snr)最高可达60db。

报道了一种结构紧凑的自调q双包层er-yb共掺光纤（eydf）环形激光器。利用双包层eydf同时作为增益光纤和可饱和吸收体，光纤光栅（fbg）作为波长选择器，实现了中心波长1539．80nm的稳定自调q脉冲输出。自调q运转可在泵浦功率376～1＇208mw的较大范围内获得，调q重复频率从7．40khz到64．2khz连续可调谐。自调q最短脉冲宽度为1．8μs，最大单脉冲能量为1．65μj，最大平均输出功率为81．3mw，调q脉冲的频谱信噪比（snr）最高可达60db。

基于速率方程和传输方程,理论分析了带反射镜双包层eryb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eryb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。

研究了高增益砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射能量。从砷化镓光导开关中电流丝的非平衡载流子复合出发,导出了电流丝的自发辐射能量公式,建立了电流丝自发辐射的理论模型。在电流丝达到稳定状态的条件下,计算了电流丝一端的辐射波长为875nm和四个峰值波长的自发辐射能量,其中峰值波长890nm的最大光输出能量与实验观察结果吻合,合理解释了电流丝的自发辐射现象,对应用这个模型计算其他辐射波长的光输出能量给予了支持,为进一步深入定量分析电流丝辐射的光致电离效应奠定了基础。

光纤的特性