宽带光纤放大器及可调谐掺铒光纤激光器的分析

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1、摘要本研究来源于2003年天津市科技发展计划重点基金项目：通信用宽带可调谐光纤激光器的研制。围绕项目内容所进行的应用基础性研究工作具体如下：1．L-bandEDFA的理论分析与实验研究分析了L．bandEDFA的增益特性；使用数值计算方法做了小信号增益特性模拟，从而理论上证明了L．bandEDFA增益的本征平坦特性；进行了L．bandEDFA的实验研究，获得了提高泵浦转换效率的预期结果。2．增益平坦EDFA的实验研究利用光纤环形镜(FLM)和长周期光纤光栅(LPFG)做增益平坦滤波器进行了C—bandEDFA增益平坦实验，在30nm波长范围内分别获得约20dB的增益，增益变

2、化小于±0．9dB：对不同EDF长度的L．bandEDFA增益特性进行了数值模拟和实验研究；用F-P滤波器对L—bandEDFA的平坦ASE谱进行梳状滤波，在L．band30nm带宽内获得多波长ASE光谱；采用串联结构进行C+L宽带EDFA实验，平坦增益带宽达70rim。3可调谐光纤激光器的实验研究分别使用光纤环形镜滤波器、楔型F-P薄膜滤波器和角调谐F-P薄膜滤波器进行了C．band可调谐掺铒光纤激光器(EDFL)实验．可调谐范围分别为30hm、35nm和25nm，线宽分别为O．8rim、0．1nm和0．1nm。利用普通的光纤环型镜进行了L—band可调谐EDFL实验，可

3、调谐范围约40rim，线宽为O．8nm；为压缩线宽，应用基于利奥(Lyot)型和索尔克(Solc)型光纤环型镜构成的组合滤波器进行改进性实验，在40nm范围内获得小于0．Irml的可调谐激光输出。应用普通的光纤环形镜进行了C+L带可调谐EDFL实验，可调谐范围为60rim，输出线宽0．8nm。4．光纤喇曼放大器(FRA)的设计研究对FRA的放大特性进行了研究和探讨，理论分析了分布FRA对光传输系统性能的改善作用；对多波长泵浦FRA的增益平坦问题进行了分析，对FRA+EDFA宽带放大器进行了优化设计。关键词：掺铒光纤放大器(EDFA)，光纤环形镜(FLM)，增益平坦滤波器(G

4、FF)可调谐滤波器(TF)，可调光纤谐激光器，光纤喇曼放大器(FRA)ABSTRACTThisworkcomesfromtheKeyProgramofTianjinScienceandTechnologyDevelopmentPlan(2003)，i．e．‘Developmentofwidebandtunablefiberlasersforcommunicationapplication’．Thecontentsofthefundamentalworkrelatedtothisprogramareasfollows：1．Theoreticanalysisandexperim

5、entalresearchofL-banderbium-dopedfiberamplifier(EDFA)AnalysisofgaincharacteristicofL-bandEDFA；Simulationofgaincharacteristicinsmallsignalconditionusingnumericalcomputation，whichtheoreticallyverifiedtheintrinsicflatgaincharacteristicofL—bandEDFA；ExperimentalresearchofL．bandEDFA，achievingexp

6、ectedresultsofimprovedpumpefficiency2．ExperimentalresearchofEDFAgainflatnessExperimentingongainflatnessissueofC—bandEDFAemployingafiberloopmirror(FLM)andalongperiodfibergrating(LPFG)respectivelyandbothachievinga、eragegainabout20dBandvariationlessthan±O．9dBinarangeof30rim；numericalandexperi

7、mentalresearchofL—bandEDFAgaincharacteristicwithdifferentEDFlengths；comb--likefilteringofL··bandflaaenedASEspectrumusingaF-Pfilterandacquiringamulti—wavelengthASEsourceof30nmwide；Ext)erimentingwithseriesstructureC+LbandEDFAandachievingaflattenedgainaswideas70r