Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射

周雷; 宁继平; 陈王争; 韩群; 张伟毅; 王俊涛

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.010

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射

周雷 , 宁继平 , 陈王争 , 韩群 , 张伟毅 , 王俊涛

文章导航 > 激光技术 > 2009 > 33(5): 482-485

引用本文:

Citation:

Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射

1.
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室天津 300072

作者简介: 周雷(1982- ),男,博士研究生,主要从事光纤通讯、高功率光纤放大器方面的研究..

通讯作者: 宁继平, jpning@tju.edu.cn ;

中图分类号: TN722

Stimulated Brillouin scattering in Er/Yb co-doped fiber pulse amplifiers

1.
Key Laboratory of Opto-electronic Information Science & Technology of Ministry of Education, College of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Corresponding author: NING Ji-ping, jpning@tju.edu.cn ;

CLC number: TN722

摘要: 为了精确模拟脉冲放大器中的受激布里渊现象,修正了脉冲光纤放大器中受激布里渊散射瞬态演变模型,建立了基于Er/Yb共掺双包层光纤中动态速率方程的受激布里渊散射的瞬态模型,同时包括了受激布里渊散射的信号光能量转移和反转粒子数消耗两个增益获得过程,采用有限差分的方法,分析了受激布里渊散射在高功率、低重复频率、窄脉冲光纤放大器中对输出脉冲信号单脉冲能量、峰值功率、频谱和时域波形的影响。搭建了两级放大的主振功率放大实验平台,利用重复频率为156kHz的调Q脉冲信号进行了高功率脉冲放大实验,得到了1.32W的平均功率输出,以及受激布里渊级联频谱和时域波形情况。结果表明,实验与理论分析相吻合,同时也验证了这个修正模型的正确性和有效性。
- 光纤放大器 /
- 受激布里渊散射 /
- 有限差分法 /
- 主振功率放大
Abstract: In order to simulate the stimulated Brillouin scattering(SBS)in a pulse amplifier,its transient model was modified based on the time dependent rate equation in an Er/Yb co-doped fiber,including both gain-increasing processes of signal light transfer and dissipation of inverse populations.The influence of SBS on the single pulse energy,peak power,spectrum and time domain waveform in a fiber laser with high power,low repetition rate,narrow pulse width was analyzed.A two-stage master oscillator power amplifier(MOPA)experimental setup was built based on a 156kHz,Q-switched pulse signal.In the experiment,average output power of 1.32W was obtained and the frequency spectra and time domain waveform of serial SBS was observed. The experimental results are conformal to the theoretical results,which proves the validity of the modified model.
- fiber amplifier /
- stimulated Brillouin scattering /
- finite difference method /
- master oscillator power amplifier

[1]	CHEN M Y,CHANG Y Ch,ALMANTAS G.High-energy and high-peak-power nanosecond pulse generation with beam quality control in 200μm core highly multimode Yb-doped fiber amplifiers[J].Opt Lett,2005,30(4):358-360.
[2]	YE Ch G,YAN P,GONG M L,et al.Pulsed pumped Yb-doped fiber amplifier at low repetition rate[J].Chinese Optics Letters,2005,3(5):249-250.
[3]	PARK N,WYSOCKI P,PEDRAZZANI R.High-power Er/Yb-doped fiber amplifier with multichannel gain flatness within 0.2dB over 14nm[J].IEEE Photonics Technology Letters,1996,8(9):1148-1150.
[4]	PASQUALE F D,GRASSO G,MELI F,et al.23dBm output power Er/Yb co-doped fiber amplifer for WDM signals in the 1575nm～1605nm wavelegth region[R].New York:Optical Fiber Communication Conference and the International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communication,1999:4-6.
[5]	PHILIPPOV V,SAHU J K,CODEMARD Ch,et al.All-fiber 1.15mJ pulsed eye-safe optical source[J].Proc SPIE,2004,5335:1-7.
[6]	FISHMAN D A,NAGEL J A.Degradations due to stimulated Brillouin scattering in multigigabit internal-modulated fiber-optic systems[J].Journal of Lightwave Technology,1993,11(11):1721-1728.
[7]	KULCSAR G,JAOUEN Y,CANAT G.Multiple-stokes stimulated Brillouin scattering generation in pulsed high-power double-cladding Er3+-Yb3+ co-doped fiber amplifier[J].IEEE Photonics Technology Letters,2003,15(6):801-803.
[8]	KOVALEY V I,HARRISON R G.Suppression of stimulated Brillouin scattering in high-power single-frequency fiber amplifiers[J].Opt Lett,2006,31(2):161-163.
[9]	PANNELL C N,TUSSELL P St J,NEWSON T P.Stimulated Brillouin scattering in optical fibers:the effects of optical amplification[J].J O S A,1993,B10(4):684-690.
[10]	BRILLIANT N A.Stimulated Brillouin scattering in a dual-clad fiber amplifier[J].J O S A,2002,B19(11):2551-2554.

[1]	何幸锴 , 侯辉 , 冯力天 , 伍波 , 沈琪浩 , 侯天晋 , 兰戈 , 周鼎富 . 1550nm单频脉冲光纤激光放大器实验研究. 激光技术, 2011, 35(2): 145-147,151. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.001
[2]	韩群 , 宁继平 , 周雷 , 张伟毅 , 王俊涛 , 陈王争 . 高功率Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中ASE的影响分析. 激光技术, 2009, 33(5): 541-544. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.018
[3]	杨春波 , 冷进勇 , 陆启生 . 掺Yb3+双包层单频光纤放大器中SBS的理论分析. 激光技术, 2011, 35(1): 117-121. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.032
[4]	张鹏 , 段云锋 , 黄榜才 , 潘蓉 , 宁鼎 . 全光纤结构高增益脉冲光纤放大器的实验研究. 激光技术, 2009, 33(5): 452-454,469. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.002
[5]	伍波 , 杨泽后 , 黄彪 , 赵晓军 , 樊冬 , 周鼎富 , 侯天晋 . 低重复频率脉冲掺镱光纤放大器. 激光技术, 2009, 33(5): 532-534. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.016
[6]	张聪 , 余文峰 , 夏珉 , 杨春华 . 光纤受激布里渊散射的光信号特性分析. 激光技术, 2016, 40(3): 363-366. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.013
[7]	张亮 , 王智勇 , 张辉 , 尧舜 , 曹银花 , 左铁钏 . 基于受激布里渊散射的调Q光纤激光器研究. 激光技术, 2008, 32(1): 44-46,49.
[8]	关莉珍 , 王雨行 , 刘嘉伟 , 聂鹏程 , 闫煜鹏 , 宋锡策 , 余先伦 . 耦合环辅助多模光纤受激布里渊散射阈值分析. 激光技术, 2024, 48(1): 60-64. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.010
[9]	张博 , 张恩涛 , 胡小川 , 何幸锴 , 沈琪皓 , 陈玥洋 , 张勍 , 李策 . 多波长掺铒光纤激光放大器的放大特性研究. 激光技术, 2018, 42(3): 325-330. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.03.007
[10]	李洪 , 黄肇明 , 李英 . Er3+/Yb3+双掺光纤放大器理论模型. 激光技术, 1995, 19(4): 214-221.
[11]	李晨 , 张海洋 , 赵长明 , 张立伟 , 杨苏辉 , 杨宏志 . 光纤环路移频反馈激光器及放大器增益的研究. 激光技术, 2018, 42(2): 172-175. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.006
[12]	巩稼民 , 徐雨田 , 何佳蔓 , 田宁 , 张玉蓉 , 尤小磊 , 毛俊杰 . 基于粒子群优化算法的级联喇曼光纤放大器. 激光技术, 2020, 44(6): 749-753. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.06.018
[13]	周维军 , 王荣波 , 李泽仁 . 分布式宽带光纤喇曼放大器的研制. 激光技术, 2009, 33(5): 449-451,458. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.001
[14]	汪相如 , 熊彩东 , 邓浩 , 罗娟研 , 邱琪 , 廖云 . 反折射率增益导引光纤放大器增益特性分析. 激光技术, 2009, 33(5): 535-537,540. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.017
[15]	陶宁 , 姜海明 , 肖峻 . 基于SNMP的光纤放大器远程监控系统设计. 激光技术, 2011, 35(3): 368-371. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.021
[16]	赵振宇 , 段开椋 , 王建明 , 赵卫 , 王屹山 . 掺Yb3+光纤放大器的自发辐射噪声分析. 激光技术, 2009, 33(6): 611-614,618. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.015
[17]	陶宁 , 姜海明 , 肖峻 , 谢康 , 王亚非 , 李雷 . 光纤放大器抽运模块LD驱动电流源设计. 激光技术, 2010, 34(6): 819-822. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.027
[18]	汪徐德 , 周正 , 李素文 , 姜恩华 . 掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析. 激光技术, 2012, 36(1): 8-12. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.003
[19]	吴晓燕 , 任海兰 . 中间级接入掺铒光纤放大器及其自动增益校准. 激光技术, 2013, 37(4): 529-532. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.04.025
[20]	夏贵进 , 段景汉 , 赵尚弘 , 董淑福 . 带反射镜双包层Er-Yb共掺光纤放大器性能研究. 激光技术, 2004, 28(1): 12-15,19.

点击查看大图

计量

文章访问数: 4398
HTML全文浏览量: 690
PDF下载量: 249
被引次数: 0

Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射

通讯作者: 宁继平, jpning@tju.edu.cn;

作者简介: 周雷(1982- ),男,博士研究生,主要从事光纤通讯、高功率光纤放大器方面的研究.

1. 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室天津 300072

收稿日期: 2008-11-08
录用日期: 2008-12-11
网络出版日期: 2009-10-25

关键词:

摘要: 为了精确模拟脉冲放大器中的受激布里渊现象,修正了脉冲光纤放大器中受激布里渊散射瞬态演变模型,建立了基于Er/Yb共掺双包层光纤中动态速率方程的受激布里渊散射的瞬态模型,同时包括了受激布里渊散射的信号光能量转移和反转粒子数消耗两个增益获得过程,采用有限差分的方法,分析了受激布里渊散射在高功率、低重复频率、窄脉冲光纤放大器中对输出脉冲信号单脉冲能量、峰值功率、频谱和时域波形的影响。搭建了两级放大的主振功率放大实验平台,利用重复频率为156kHz的调Q脉冲信号进行了高功率脉冲放大实验,得到了1.32W的平均功率输出,以及受激布里渊级联频谱和时域波形情况。结果表明,实验与理论分析相吻合,同时也验证了这个修正模型的正确性和有效性。