使用鈦寶石飛秒激光器抽運一根長30cm的光子晶體光纖,產(chǎn)生了從可見到近紅外區(qū)的超連續(xù)譜,波長范圍為465~2500nm,光譜展寬范圍達到了2000nm以上,同時研究了超連續(xù)譜產(chǎn)生的機制.

利用中心波長1064nm的納秒激光脈沖入射到普通單模光纖中,獲得了從700nm到超過1750nm的超連續(xù)譜輸出。在正常色散區(qū)抽運下,光譜首先出現(xiàn)多級拉曼斯托克斯線,隨著抽運功率或光纖長度的增加,斯托克斯能量將進入光纖反常色散區(qū),形成光孤子,隨后與孤子相關(guān)的非線性效應將使光譜進一步展寬。實驗結(jié)果表明,當單模光纖長度為28m時,產(chǎn)生的光譜在1260~1750nm范圍內(nèi),有較好的光譜平坦度(小于3.8db)、較強的光譜光功率密度(平均約為0.4mw/nm)并且單模輸出。

介紹該課題組近兩年在光子晶體光纖超連續(xù)譜方面的主要研究成果,包括基于連續(xù)波泵浦研制全光纖化超連續(xù)譜源,利用級聯(lián)一段高非線性正常色散光纖,通過光纖的受激拉曼散射效應實現(xiàn)超連續(xù)譜的平坦化;基于皮秒鎖模光纖激光器實現(xiàn)全光纖化5w輸出超連續(xù)譜源;拉制一段145m的錐形光子晶體光纖,利用自制的納秒光纖激光器與錐形光子晶體光纖熔接,制備輸出功率2.2w的寬帶超連續(xù)譜源;利用自制的網(wǎng)狀光子晶體光纖和全固態(tài)光子帶隙光纖,分別研究亞微米薄壁上偏振相關(guān)的超連續(xù)譜產(chǎn)生,以及基于四波混頻效應產(chǎn)生的超連續(xù)譜.

超連續(xù)譜光源在很多領(lǐng)域具有廣泛而重要的應用,過去40多年一直是國際研究熱點之一。但一方面由于普通雙包層光纖與光子晶體光纖模場不匹配會導致較高的熔接損耗和耦合損耗;另一方面受高質(zhì)量超快光纖脈沖激光器輸出平均功率的限制,目前超連續(xù)譜光源的最高輸出平均功率只有50w。報道了一種全光纖結(jié)構(gòu)的超連續(xù)譜光源,輸出平均功率為70w。由于整個裝置采用一種新的超連續(xù)譜形成機制,較好解決了普通雙包層光纖與光子晶體光纖由于模場不匹配導致的較高熔接損耗和耦合損耗;降低了對脈沖泵浦源光譜質(zhì)量的要求。

為了實現(xiàn)高平坦的c+l波段放大的自發(fā)輻射光(ase)光輸出,提出并設計了一種基于ld單泵浦源,并且采用兩段摻雜濃度完全相同的摻er3+光纖(edf)作為增益介質(zhì)的寬帶光源。對光源的基本原理及實現(xiàn)方案進行了理論分析和實驗驗證。首先,根據(jù)er3+能級結(jié)構(gòu)介紹c+l波段寬帶光源的產(chǎn)生原理。然后,設計系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)中采用976nmld作泵浦源,通過耦合器將泵浦光按照一定比例分為兩路對edf泵浦;采用兩支波分復用器(wdm)將泵浦光耦合進入edf,并通過熔接環(huán)形鏡(flm)提高轉(zhuǎn)換效率;輸出端熔接隔離器(iso)防止端面回波對輸出造成影響。最后,根據(jù)edf的ase增益數(shù)學模型對edf長度進行了分析和優(yōu)化。實驗結(jié)果表明,用于調(diào)整c波段ase光輸出的edf1長選用2m,用于調(diào)整l波段ase光輸出edf2長選為16m,獲得平坦c+l波段ase光輸出,在不使用任何濾波器的條件下,在1540~1610nm波段范圍內(nèi)光譜平坦度為±0.525db,在1520~1610nm范圍內(nèi)光譜平坦度為±1.119db。本文方法使用1支976nmld實現(xiàn)了c+l波段的高平坦輸出,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并降低了系統(tǒng)成本。

為了實現(xiàn)高平坦的c＋l波段放大的自發(fā)輻射光（ase）光輸出，提出并設計了一種基于ld單泵浦源，并且采用兩段摻雜濃度完全相同的摻er^3＋光纖（edf）作為增益介質(zhì)的寬帶光源。對光源的基本原理及實現(xiàn)方案進行了理論分析和實驗驗證。首先，根據(jù)er^3＋能級結(jié)構(gòu)介紹c＋l波段寬帶光源的產(chǎn)生原理。然后，設計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中采用976nmld作泵浦源，通過耦合器將泵浦光按照一定比例分為兩路對edf泵浦；采用兩支波分復用器（wdm）將泵浦光耦合進入edf，并通過熔接環(huán)形鏡（flm）提高轉(zhuǎn)換效率；輸出端熔接隔離器（iso）防止端面回波對輸出造成影響。最后，根據(jù)edf的ase增益數(shù)學模型對edf長度進行了分析和優(yōu)化。實驗結(jié)果表明，用于調(diào)整c波段ase光輸出的edf1長選用2m，用于調(diào)整l波段ase光輸出edf2長選為16m，獲得平坦c＋l波段ase光輸出，在不使用任何濾波器的條件下，在1540～1610nm波段范圍內(nèi)光譜平坦度為±0．525db，在1520～1610nm范圍內(nèi)光譜平坦度為±1．119db。本文方法使用1支976nmld實現(xiàn)了c＋l波段的高平坦輸出，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并降低了系統(tǒng)成本。

多芯光子晶體光纖便于與抽運激光器的大模場直徑輸出尾纖進行低損耗的熔接,能夠把高功率的抽運激光耦合進光子晶體光纖中。同時,多芯光子晶體光纖的光場分布直徑比單芯光子晶體光纖大,盡管激發(fā)非線性效應所需的激光抽運功率會有所提升,但是其激光損傷閾值也隨之提升,即能夠承受更高功率的抽運激光。因而,多芯光子晶體光纖非常適合用于構(gòu)建全光纖化的高功率超連續(xù)譜光源系統(tǒng)。最近,國防科學技術(shù)大學采用高功率皮秒光纖激光抽運由光纖光纜制備技術(shù)國家重點實驗室拉制

利用自主研發(fā)的全光纖被動鎖模激光器以及高功率光纖模場匹配器,將145w的皮秒脈沖耦合進國產(chǎn)光子晶體光纖,實現(xiàn)了67.9w的高功率全光纖結(jié)構(gòu)白光超連續(xù)譜輸出,光譜范圍為500~1700nm,10db光譜寬度大于1000nm(泵浦波長除外)。整個激光器系統(tǒng)的光-光(半導體泵浦源輸出激光-超連續(xù)譜輸出激光)轉(zhuǎn)化效率達到33.8%。

分析基于單芯光子晶體光纖的超連續(xù)譜光源在提升平均輸出功率時所面臨的問題,指出采用多芯光子晶體光纖作為超連續(xù)譜產(chǎn)生介質(zhì)是一種實現(xiàn)高功率超連續(xù)譜產(chǎn)生的潛在方案。使用自制皮秒光纖激光器泵浦一段國產(chǎn)多芯光子晶體光纖,實現(xiàn)了光譜范圍750～1700nm,平均功率42.3w的全光纖化高功率超連續(xù)譜輸出。

超連續(xù)譜光源在眾多科學領(lǐng)域具有廣泛而重要的應用,近年來一直是國際研究熱點.回顧了利用連續(xù)光激光器和脈沖光激光器抽運光子晶體光纖產(chǎn)生超連續(xù)譜光源的形成機制以及近幾年來兩種機制下高功率超連續(xù)譜光源所取得的進展,分析了在提高超連續(xù)譜光源輸出平均功率過程中需要克服的難題.報道了國防科學技術(shù)大學通過優(yōu)化超連續(xù)譜光源的整體結(jié)構(gòu),攻克了低損耗熔接、光纖端面抗損傷、熱處理以及非線性效應的有效控制等關(guān)鍵技術(shù),成功研制出一種全光纖結(jié)構(gòu)、輸出平均功率為177.6w的超連續(xù)譜光源,光譜范圍覆蓋1064-2000nm,10db光譜帶寬約740nm,光-光轉(zhuǎn)換效率高達56%,功率水平為國際領(lǐng)先.

光纖色散 在光纖中傳輸?shù)墓庑盘枺}沖）的不同頻率成份或不同的模式分量以不同的速度傳播，到達一定距離后必 然產(chǎn)生信號失真（脈沖展寬），這種現(xiàn)象稱為光纖的色散或彌散。 光纖中傳輸?shù)墓庑盘柧哂幸欢ǖ念l譜寬度，也就是說光信號具有許多不同的頻率成分。同時，在多模光纖 中，光信號還可能由若干個模式疊加而成，也就是說上述每一個頻率成份還可能由若干個模式分量來構(gòu)成。 光纖的色散主要有材料色散、波導色散、偏振模色散和模間色散四種。其中，模間色散是多模光纖所特有 的。 這四種色散作用還相互影響，由于材料折射率n是波長λ（或頻率w）的非線性函數(shù)，d2n/d2λ≠0，于是不 同頻率的光波傳輸?shù)娜核俣炔煌?，所導致的色散成為材料色散?由于導引模的傳播常數(shù)β是波長λ(或頻率w)的非線性函數(shù)，使得該導引模的群速度隨著光波長的變化而變 化，所產(chǎn)生的色散成為波導色散（或結(jié)構(gòu)色散）。 偏振模色散指光纖中偏振色

提出了方形不變的空氣孔多孔光纖,并借助于二維時域有限差分法計算了孔間距取1.9μm,孔直徑分別為0.9μm、1.0μm、1.1μm,以及孔直徑取1.1μm,孔間距分別為1.9μm、2.0μm、2.1μm的五層方形不變的空氣孔多孔光纖的基模色散曲線,并對它們的色散特性進行了比較.結(jié)果表明:這種不變多孔光纖的色散依賴于孔直徑和孔間隔的比值.當它們的比值小于等于0.5時,光纖的色散曲線在1200nm~1800nm的波長范圍內(nèi)保持平坦且具有更低的色散量.

利用有限差分法研究了一種混合纖芯光子晶體光纖的色散特性.在光纖端面的外圍區(qū)域,由空氣孔在石英材料中均布排列形成包層,在中心則由圓形高折射率材料與布居其近鄰的數(shù)個輔助小空氣孔共同構(gòu)成纖芯.輔助空氣小孔使光纖的色散陡增,比普通光纖色散參數(shù)高兩個數(shù)量級以上.詳細的數(shù)值研究表明,纖芯周圍的一圈輔助空氣小孔數(shù)目越多、越靠近圓形高折射率材料則色散參數(shù)就越大.當輔助小孔距離纖芯非常近時,模場面積大幅度增大,此時不僅能獲得超大色散,而且能夠使光子晶體光纖具有非常小的非線性效應.改變包層空氣孔的大小對色散參數(shù)影響不明顯.

單模光纖與多模光纖的色散2007-10-1808:20在對光纖進行分類時，嚴格地來講應該從構(gòu)成 光纖的材料成分、光纖的制造方 法、光纖的傳輸點模數(shù)、光纖橫截面上的折射率分布和工作波長等方面來分類。 現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡中最常采用的分類方法是根據(jù)傳輸點模數(shù)的不同進行分類。根 據(jù)傳輸點模數(shù)的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖。所謂"模"是指以一定 角速度進入光纖的一束光。單模光纖采用固體激光器做光源，多模光纖則采用 發(fā)光二極管做光源。多模光纖允許多束光在光纖中同時傳播，從而形成模分散 (因為每一個“?！惫膺M入光纖的角度不同它們到達另一端點的時間也不同， 這種特征稱為模分散。)，模分散技術(shù)限制了多模光纖的帶寬和距離，因此， 多模光纖的芯線粗，傳輸速度低、距離短，整體的傳輸性能差，但其成本比較 低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境下。單模光纖只能允許一束光傳 播，所以單模光纖沒有模分散

色散位移單模光纖光纜的特性

一、前言隨著密集波分復用(dwdm)技術(shù)、摻鉺光纖放大器(edfa)技術(shù)和光時分復用(otdm)技術(shù)的發(fā)展和成熟,光纖通信技術(shù)正向著超高速、大容量通信系統(tǒng)發(fā)展,并且逐步向全光網(wǎng)絡演進。采用光時分復用(otdm)和波分復用(wdm)相結(jié)合的試驗系統(tǒng),容量可達3tb/s或更高;時分復用(tdm)的10gb/s系統(tǒng)和wdm的4×10gb/s系

非零色散位移單模光纖光纜的研究和開發(fā)

在考慮了增益介質(zhì)的色散、非線性效應、增益以及損耗后,推導出超短光脈沖在分布式光纖放大器中的基本傳輸方程,采用分步傅里葉變換法數(shù)值模擬了皮秒光脈沖的放大傳輸狀態(tài),重點分析了群速度色散和三階色散對光脈沖特性的影響。

在不同的參數(shù)條件下,用中心差分法數(shù)值計算了多模光纖的波動方程,得到lp模場分布函數(shù),再通過數(shù)值計算迭加積分得到激光器激發(fā)出的模功率分布,進而得到多模光纖的功率轉(zhuǎn)移函數(shù).基于線性前饋均衡和判決反饋均衡對模間色散的電域補償進行了仿真研究.結(jié)果表明,采用判決反饋均衡能使10gbit/s速率的信號在已敷設的多模光纖上傳輸300m,色散導致的功率劣化小于4db.

稱為非零色散位移光纖G655A

光纖的分類及比較(包括各種單模光纖的色散及衰減特性)

光纖的分類及比較(包括各種單模光纖的色散及衰減特性)知識講解