我国关键有源光纤材料发展战略研究

1

作者 宋向阳 唐国武 +1 位作者 董国平 杨中民 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期42-52,共11页

光纤激光器及放大器广泛应用于智能制造、生命健康、新一代信息技术以及国防军事等领域,而有源光纤是光纤激光器和放大器的关键材料。本文综述了红外波段(近红外1.0μm、近中红外1.3~1.5μm、中红外2.0~3.0μm)关键有源光纤材料的研究进... 光纤激光器及放大器广泛应用于智能制造、生命健康、新一代信息技术以及国防军事等领域,而有源光纤是光纤激光器和放大器的关键材料。本文综述了红外波段(近红外1.0μm、近中红外1.3~1.5μm、中红外2.0~3.0μm)关键有源光纤材料的研究进展,从增益系数、增益带宽、特种光纤应用等角度分析了国内外有源光纤材料的发展现状和趋势,指出了我国在该领域所面临的生产设备国产化率不高、高端工业化产品不足等问题,提出了我国关键有源光纤材料未来的重点发展思路、发展方向和发展目标。最后从基本理论自主创新、产业可持续发展、推动政策体系构建、高技术产品引领、全产业链循环发展、领域人才梯队培养等方面提出了对策建议,以期推动我国关键有源光纤材料领域优质、快速发展。 展开更多

关键词 有源光纤材料 红外波段 光纤增益 光纤带宽

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光纤喇曼增益系数的简捷测量 被引量：10

2

作者 姜海明 王亚非 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期666-668,共3页

基于小信号开关增益原理 ,采用抽运光 探测波法 ,利用SLD(超辐射激光二极管 )作为宽带小信号探测光源 ,快速测量出了标准单模光纤 (G .6 5 2 )的频移为 0 .5～ 2 0THz内的喇曼增益系数 ,测量结果和文献中已有的值基本吻合 ,所测得的光... 基于小信号开关增益原理 ,采用抽运光 探测波法 ,利用SLD(超辐射激光二极管 )作为宽带小信号探测光源 ,快速测量出了标准单模光纤 (G .6 5 2 )的频移为 0 .5～ 2 0THz内的喇曼增益系数 ,测量结果和文献中已有的值基本吻合 ,所测得的光纤喇曼增益系数可用于光纤喇曼放大器的理论和实验研究 。 展开更多

关键词 光纤喇曼增益系数 抽运光-探测波法 光纤喇曼放大器 开关增益

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多模增益光纤受激布里渊散组束中散射效果的研究(英文) 被引量：1

3

作者 占生宝 赵尚弘 +2 位作者 胥杰 吴卓亮 李勇军 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期34-39,共6页

提出了在计算多模增益光纤有效受激布里渊增益系数时,以优化的高斯模场面积作为光纤有效截面积的方法,并基于光强耦合微分方程,研究了多模增益光纤稳态受激布里渊散射的效果。结果表明,无论是一阶还是二阶受激布里渊散射,随着泵浦功率... 提出了在计算多模增益光纤有效受激布里渊增益系数时,以优化的高斯模场面积作为光纤有效截面积的方法,并基于光强耦合微分方程,研究了多模增益光纤稳态受激布里渊散射的效果。结果表明,无论是一阶还是二阶受激布里渊散射,随着泵浦功率的增加,残余的泵浦功率都将达到饱和,而Stokes功率都线性增加;二阶Stokes功率相对较弱;光纤的有效长度随泵浦功率的增加逐渐减小。 展开更多

关键词 多模增益光纤 受激布里渊散射 Stokes功率 泵浦功率

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反折射率增益导引光纤放大器增益特性分析

4

作者 汪相如 熊彩东 +3 位作者 邓浩 罗娟研 邱琪 廖云 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期535-537,540,共4页

为了能够更好地研究反折射率增益导引光纤的工作特性及掺镱反折射率增益导引光纤放大器模型,分析其对信号光的放大特性,利用信号光饱和参量S方法,求解速率方程,针对100μm芯径特征尺寸,进行了理论分析及仿真计算。结果表明,在特定的掺... 为了能够更好地研究反折射率增益导引光纤的工作特性及掺镱反折射率增益导引光纤放大器模型,分析其对信号光的放大特性,利用信号光饱和参量S方法,求解速率方程,针对100μm芯径特征尺寸,进行了理论分析及仿真计算。结果表明,在特定的掺杂离子浓度和抽运功率下,得到信号光增益与光纤长度的相互关系,并得到最佳光纤长度、掺杂离子浓度和抽运功率的数值曲线,与普通的光纤放大器相比,其放大特性有很大的提高。 展开更多

关键词 光纤放大器 增益特性 饱和参量 反折射率增益导引光纤

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掺铒光纤Sagnac环掺铒光纤放大器增益平坦特性 被引量：2

5

作者 刘毅 郭荣荣 +2 位作者 易小刚 郑永秋 陈鹏飞 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期988-994,共7页

在通信领域,特别是波分复用方面,为了同时调整多通道增益和实现多波长光纤激光器大范围稳定的光波输出,本文提出了一种未泵浦掺铒光纤Sagnac环透射端掺铒光纤放大器增益平坦特性研究方案,其由Sagnac环自身谐振模式、未泵浦掺铒光纤的吸... 在通信领域,特别是波分复用方面,为了同时调整多通道增益和实现多波长光纤激光器大范围稳定的光波输出,本文提出了一种未泵浦掺铒光纤Sagnac环透射端掺铒光纤放大器增益平坦特性研究方案,其由Sagnac环自身谐振模式、未泵浦掺铒光纤的吸收特性和由环中双折射拍长引起的谐振模式3者共同作用。通过调节Sagnac环中的偏振控制器,使得掺铒光纤放大器(EDFA)增益光谱在非泵浦掺铒光纤Sagnac环透射端可以被部分或者全部平坦化。实验结果表明:在透射端14 nm的波长范围内,部分增益光谱的平坦度为±0.145 dB;整个C波段光谱36.5 nm的波长范围内,增益光谱的完全平坦度为±1.225 dB。该增益谱平坦方案结构简单,输出光谱平坦度好,有望用于波分复用系统和多波长激光器中。 展开更多

关键词 掺铒光纤放大器增益平坦 未泵浦掺铒光纤Sagnac环 放大自发辐射 增益谱平坦度 双折射拍长

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掺Nd^(3+)增益导引-折射率交叉导引光纤激光器阈值特性分析 被引量：1

6

作者 张炜焘 沈骁 韦玮 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第4期34-37,43,共5页

研究了单端泵浦条件下掺Nd^(3+)增益导引-折射率交叉导引(GG-ICG)光纤激光器的阈值特性。建立了单端泵浦条件下改进的速率方程,通过解析解得到了阈值泵浦功率,并分析了阈值泵浦功率与Nd^(3+)掺杂浓度(N),光纤长度(L),纤芯半径(a)以及输... 研究了单端泵浦条件下掺Nd^(3+)增益导引-折射率交叉导引(GG-ICG)光纤激光器的阈值特性。建立了单端泵浦条件下改进的速率方程,通过解析解得到了阈值泵浦功率,并分析了阈值泵浦功率与Nd^(3+)掺杂浓度(N),光纤长度(L),纤芯半径(a)以及输出镜反射率(R2s)之间的关系,并给出了理论解释。研究结果表明,当N=1×1020cm-3,L=1 cm,a=45μm,R1s=1,R2s=0.85时,对应的激光阈值最低,为2.95 W。研究结果对光纤激光器的优化设计具有重要的意义。 展开更多

关键词 增益导引-折射率交叉光纤 光纤激光器 单端泵浦 阈值泵浦功率

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增益导引折射率反导引大模场光纤激光器特性分析

7

作者 余晓秋 李明中 +5 位作者 王建军 耿远超 许党朋 林宏奂 张锐 黄小东 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期25-28,78,共5页

为了研究增益导引折射率反导引光纤激光器的功率分布及输出特性,根据此类光纤的结构原理和特点,建立了端面抽运的增益导引折射率反导引光纤激光器的基模光速率方程,推导了避免激发高阶模的增益阈值判决条件,并运用弦切法和Runge-Kutta... 为了研究增益导引折射率反导引光纤激光器的功率分布及输出特性,根据此类光纤的结构原理和特点,建立了端面抽运的增益导引折射率反导引光纤激光器的基模光速率方程,推导了避免激发高阶模的增益阈值判决条件,并运用弦切法和Runge-Kutta法数值求解了该速率方程,分析了光纤长度、腔镜反射率等参量对基模输出功率的影响。采用芯径为100μm、折射率差为-0.00094、掺杂Yb^(3+)浓度为5×10^(26)/m^3的增益导引折射率反导引光纤构建激光器时,要使得整段光纤不激发高阶模,需使光纤长为3cm、两腔镜反射率为0.98和0.3,当抽运功率为30W时,可获得2.42W的大模场单模输出,斜率效率约为8.1%。结果表明,优化设计腔镜反射率和光纤长度后,采用较短的大模场高掺杂增益导引折射率反导引光纤可获得一定效率的基模输出。 展开更多

关键词 激光技术 增益导引折射率反导引光纤 速率方程 数值分析

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色散渐减光纤对增益光纤生成的自相似脉冲的优化研究

8

作者 陈楚浜 张巧芬 +3 位作者 吴铭扬 王桂棠 吴黎明 邓耀华 《量子光学学报》 北大核心 2024年第1期69-77,共9页

脉冲在增益光纤中进行自相似演化时,随着能量的放大,增益光纤中的增益饱和能量与增益带宽对脉冲造成的畸变也愈发明显,影响了增益光纤生成的自相似脉冲质量,限制了大能量、高质量的自相似脉冲的获取。本文利用色散渐减光纤(DDF)进一步... 脉冲在增益光纤中进行自相似演化时,随着能量的放大,增益光纤中的增益饱和能量与增益带宽对脉冲造成的畸变也愈发明显,影响了增益光纤生成的自相似脉冲质量,限制了大能量、高质量的自相似脉冲的获取。本文利用色散渐减光纤(DDF)进一步优化脉冲在增益光纤中的自相似演化进程,在确保获得大能量的同时提高自相似脉冲的质量。论文不仅在理论上解释了DDF对增益光纤生成自相似脉冲进行优化的可行性,而且搭建了相应模型进行仿真验证,并分析了不同类型的DDF对优化效果的影响。结果表明,DDF成功对增益光纤中的自相似脉冲进行优化,其自相似评价因子从0.0517降低到0.0286。同时,在对不同色散曲线的DDF的分析中,得出双曲型DDF对自相似脉冲优化后能够产生最佳的压缩脉冲,最终获得峰值功率为11034 W、半高全宽为129 fs的低旁瓣超短脉冲。该研究对获取具有大能量、高质量的自相似脉冲具有一定指导意义。 展开更多

关键词 非线性光学 自相似脉冲 色散渐减光纤 增益光纤

原文传递

光纤激光器光束合成技术 被引量：2

9

作者 黄榜才 段云峰 +4 位作者 张鹏 衣永青 宁鼎 袁树忠 董孝义 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2006年第8期53-54,共2页

介绍了光纤激光器光束合成的原理、方法,概述了激光束波长合成技术、相干合成技术的研究和发展状况,总结了光纤激光器合成技术的发展趋势。

关键词 光纤激光器 高功率 增益光纤 激光合成

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Tm^(3+)掺杂玻璃光纤研究进展 被引量：1

10

作者 钱国权 唐国武 +3 位作者 吴敏波 钱奇 陈东丹 杨中民 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第8期2471-2484,共14页

2μm波段光纤激光可被广泛应用于激光雷达、生物医疗、环境监测以及光谱学等领域,而Tm^(3+)掺杂玻璃光纤是2μm波段光纤激光重要的增益介质。本文从Tm^(3+)掺杂玻璃的发光特性出发,介绍了Tm^(3+)掺杂玻璃光纤的制备技术,综述了不同玻璃... 2μm波段光纤激光可被广泛应用于激光雷达、生物医疗、环境监测以及光谱学等领域,而Tm^(3+)掺杂玻璃光纤是2μm波段光纤激光重要的增益介质。本文从Tm^(3+)掺杂玻璃的发光特性出发,介绍了Tm^(3+)掺杂玻璃光纤的制备技术,综述了不同玻璃基质材料掺Tm^(3+)光纤的研究进展。最后,指出了制备高性能Tm^(3+)掺杂玻璃光纤需要解决的关键问题,提出了可能的解决方法,并对Tm^(3+)掺杂玻璃光纤发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 2μm波段 Tm^(3+) 增益光纤 光纤激光 激光玻璃 单频激光

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S波段光纤放大器研究进展 被引量：2

11

作者 常军 时新刚 +2 位作者 丁双红 彭维新 吴秀英 《山东科学》 CAS 2004年第1期64-66,共3页

迅速膨胀的数字信息服务量使拓展光纤通讯带宽成为迫切需求,S波段光纤通讯窗口的开发利用已迫在眉睫,本文介绍了掺铥光纤放大器(TDFA)、增益位移掺铥光纤放大器(GSTDFA)、拉曼放大器(RFA)等S波段光纤放大器的工作原理及研究进展情况。

关键词 S波段 增益位移掺铥光纤放大器 拉曼放大器 密集波分复用

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高功率光纤激光器关键技术及进展 被引量：1

12

作者 黄榜才 李宝珠 +1 位作者 李强 梁小红 《天津科技》 2015年第4期14-18,共5页

光纤激光器凭借其优良特性,在光纤通信、传感、工业加工、国防和军事等领域得到了广泛应用。分别论述了增益光纤技术、泵浦耦合技术、激光模式控制技术和光束合成技术等四大高功率光纤激光器关键技术的研究进展情况,并在总结、分析的基... 光纤激光器凭借其优良特性,在光纤通信、传感、工业加工、国防和军事等领域得到了广泛应用。分别论述了增益光纤技术、泵浦耦合技术、激光模式控制技术和光束合成技术等四大高功率光纤激光器关键技术的研究进展情况,并在总结、分析的基础上,展望了部分关键技术的发展趋势。 展开更多

关键词 光纤激光器 高功率 增益光纤 激光合成

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L-波段光纤放大器及其研究进展 被引量：6

13

作者 董新永 宁鼎 +3 位作者 蒙红云 袁树忠 开桂云 董孝义 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期193-199,共7页

介绍了实现Ｌ－波段放大的三种光纤放大器:增益移位掺饵光纤放大器、掺饵碲化物光纤放大器和光纤拉曼放大器,就每一种光纤放大器的原理、结构、特点和发展现状进行了综述．

关键词 L-波段光纤放大器 增益移位掺铒光纤放大器 掺铒碲化物光纤放大器 光纤拉曼放大器

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S-band光纤放大器的研究进展

14

作者 段云锋 张江水 +3 位作者 谢春霞 范宇 李勇男 吕福云 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2004年第11期46-49,共4页

主要介绍了几种S-band光纤放大器,包括光纤喇曼放大器(RFA)、增益位移掺铥光纤放大器(GS-TDFA)、掺铒光纤放大器(EDFA)和光学参量光纤放大器(OPA),综述了其原理、特点、研究现状及发展趋势。

关键词 光纤喇曼放大器 增益位移掺铥光纤放大器 掺铒光纤放大器 光学参量放大器

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掺铒光纤放大器特性研究

15

作者 马晓明 《深圳职业技术学院学报》 CAS 2002年第2期7-13,59,共8页

利用速率方程模型,对980nm泵浦带光隔离器的两段型掺铒光纤放大器(EDFA)的性能进行了研究,分析了增益、噪声系数、输出信号功率与泵浦光功率、输入信号光功率等参数之间的关系,结果表明小信号增益至少可提高3dB,噪声系数降低1.0dB,接近... 利用速率方程模型,对980nm泵浦带光隔离器的两段型掺铒光纤放大器(EDFA)的性能进行了研究,分析了增益、噪声系数、输出信号功率与泵浦光功率、输入信号光功率等参数之间的关系,结果表明小信号增益至少可提高3dB,噪声系数降低1.0dB,接近量子极限噪声系数。 展开更多

关键词 掺铒光纤放大器 增益 噪声系数

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S波段光纤放大器的研究 被引量：2

16

作者 龙浩 孙军强 《光通信研究》 北大核心 2007年第2期61-62,70,共3页

文章介绍了掺铥光纤放大器（TDFA）和增益位移掺铥光纤放大器（GS-TDFA）的基本工作原理。分析了不同的泵浦波长选择。随后，作者提出了一种使用半导体激光器泵浦两级高掺杂掺铥光纤的增益位移放大器方案。采用此方案的光纤放大器在30n... 文章介绍了掺铥光纤放大器（TDFA）和增益位移掺铥光纤放大器（GS-TDFA）的基本工作原理。分析了不同的泵浦波长选择。随后，作者提出了一种使用半导体激光器泵浦两级高掺杂掺铥光纤的增益位移放大器方案。采用此方案的光纤放大器在30nm工作带宽上光增益大于20dB，饱和输出功率大于17dBm，噪声指数为5．9～6．2dB。 展开更多

关键词 掺铥光纤放大器 增益位移掺铥光纤放大器 S波段

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高功率光纤激光的发展现状与应用 被引量：2

17

作者 孙国玉 杨君婷 +8 位作者 包明冉 袁毅 李再金 赵志斌 曾丽娜 李林 乔忠良 陈浩 曲轶 《现代物理》 CAS 2020年第6期103-112,共10页

首先阐述了光纤激光器的定义、结构及分类,通过与传统的激光进行对比,总结了光纤激光的优点和缺点,其次对国内和国外的高功率光纤激光的发展进程进行了介绍。另外,研究了高功率光纤激光的关键技术,尤其是光纤激光的增益介质和泵浦耦合技... 首先阐述了光纤激光器的定义、结构及分类,通过与传统的激光进行对比,总结了光纤激光的优点和缺点,其次对国内和国外的高功率光纤激光的发展进程进行了介绍。另外,研究了高功率光纤激光的关键技术,尤其是光纤激光的增益介质和泵浦耦合技术,其中光纤激光的增益介质包括双包层掺杂光纤和光子晶体光纤。泵浦耦合技术包括端面泵浦耦合技术和侧面泵浦耦合技术。最后对高功率光纤激光在工业、医疗和军事等领域的应用进行了阐述,以及对目前的高功率光纤激光技术进行总结,提出高功率光纤激光的发展趋势。 展开更多

关键词 高功率 光纤激光 增益光纤 泵浦耦合

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高功率光纤激光器专利技术综述

18

作者 郜慧斌 宋海荣 《河南科技》 2019年第27期39-41,共3页

高功率光纤激光器凭借其优良特性被广泛应用于光通信、医疗和国防等领域,是实现全光网络的核心器件。本文介绍了高功率光纤激光器专利申请情况,重点分析了高功率光纤激光器的关键技术演进,以期对相关企业、科研院所研究人员有所借鉴。

关键词 光纤激光器 高功率 增益光纤 泵浦 激光组束

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1410nm波段分布式光纤拉曼增益放大器的研究 被引量：5

19

作者 张在宣 金尚忠 +3 位作者 王剑峰 刘红林 沈为民 徐江峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期766-768,共3页

讨论了分布式光纤拉曼增益放大器的工作原理 ,采用 132 0nm固体激光器作为抽运源 ,获得了 1410nm波段附近的光放大 ,在单模GI光纤长度为 2 3km时 ,初步研究了拉曼放大器增益与光纤作用长度的关系 ,抽运脉冲峰值功率分别为 5 0W、30W时 ... 讨论了分布式光纤拉曼增益放大器的工作原理 ,采用 132 0nm固体激光器作为抽运源 ,获得了 1410nm波段附近的光放大 ,在单模GI光纤长度为 2 3km时 ,初步研究了拉曼放大器增益与光纤作用长度的关系 ,抽运脉冲峰值功率分别为 5 0W、30W时 ,光纤的有效作用长度分别为 15 .5km和 10 .5km ;研究了在不同的光纤有效作用长度时 ,拉曼放大器增益与抽运功率的关系 ;从光纤拉曼光谱图估算了光纤拉曼放大器的光谱宽度为 5 0nm或2 5 0cm-1。 展开更多

关键词 光纤拉曼散射 光纤拉曼放大器 分布式光纤拉曼增益放大器 光时域反射

原文传递

Gain and Noise Properties of Bidirectional EDFAs 被引量：1

20

作者 毛庆和 王劲松 +2 位作者 于虹 孙小菡 张明德 《Journal of Southeast University(English Edition)》 EI CAS 1998年第2期34-39,共6页

The rate equation model is setup for the signal gain, pump absorption and output noise spectrum of bidirectional EDFA (Bi EDFA) including numbers of signals, pumps of arbitrary direction, amplified spontaneous emissi... The rate equation model is setup for the signal gain, pump absorption and output noise spectrum of bidirectional EDFA (Bi EDFA) including numbers of signals, pumps of arbitrary direction, amplified spontaneous emission (ASE) and inherent loss. The influence of erbium doped fiber length, input signal power, pump style and pump power on the gain characteristics of Bi EDFA is analyzed. Forward and backward noise figure for different pump style versus bidirectional input signal power is investigated. 展开更多

关键词 erbium doped fiber bidirectional amplifier GAIN noise figure

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