双程激光脉冲放大系统的建模及仿真研究

张文平; 刘丰年; 果鑫; 徐勇; 张笛; 唐伟

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.030

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

双程激光脉冲放大系统的建模及仿真研究

张文平 , 刘丰年 , 果鑫 , 徐勇 , 张笛 , 唐伟

文章导航 > 激光技术 > 2013 > 37(6): 838-842

引用本文:

Citation:

双程激光脉冲放大系统的建模及仿真研究

1.
湖南工业大学计算机与通信学院, 株洲 412007

作者简介: 张文平(1986-),男,硕士研究生,主要研究方向为光纤通信与光纤传感。.

通讯作者: 刘丰年, lfnjx@yahoo.com.cn ;

基金项目:
湖南省自然科学基金资助项目(11JJ3002);湖南省研究生科研创新基金资助项目(CX2011B393)
中图分类号: TN253

Research of modeling and simulation in dual-pass laser pulse amplification systems

1.
School of Computer and Communications, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China

Corresponding author: LIU Feng-nian, lfnjx@yahoo.com.cn ;

CLC number: TN253

摘要: 为了提高脉冲放大系统模型的光光转换效率,采用建模及仿真的方法研究了双程脉冲放大模型的输出特性,得到了得到双程脉冲放大系统输出功率与抽运功率的关系、输出单脉冲能量与脉冲的重复频率的关系,以及双程放大系统转换效率与重复频率的关系。结果表明,在重复频率为40kHz时,仿真得到该脉冲激光放大模型的光光转换效率达到了29.1%。该双程脉冲放大模型有效地提高了能量转换效率。
- 光纤放大器 /
- 双程放大 /
- 理论建模 /
- 低重复频率 /
- 转换效率
Abstract: In order to improve the optical-optical conversion efficiency of the pulse amplification system model, the output characteristics of the dual-pass pulse amplification were studied by means of modeling and simulation. From the transmission characteristics, the relationship between output power and pump power, the relationship between output single pulse energy and pulse repetition frequency, and the relationship between conversion efficiency and repetition rate were obtained. The optical to optical conversion efficiency was 29.1% when the repetition frequency was 40kHz. Therefore, this dual-pass pulse amplification model improved the efficiency of energy conversion.
- fiber amplifier /
- dual-pass amplification /
- theoretical modeling /
- low repetition frequency /
- conversion efficiency

[1]	YANG L M, WAN P, PROTOPOPOV V, et al. 2μm femtosecond fiber laser at low repetition rate and high pulse energy[J]. Optics Express, 2012, 20(5): 5683-5688.
[2]	RENARD W, CANAT G, BOURDON P. 26nJ picosecond solitons from thulium-doped single-mode master oscillator power fiber amplifier[J]. Optics Letters, 2012, 37(3): 377-379.
[3]	XU Y F,ZHAN Y,ZHENG Y. Analysis of pulse amplification of ytterbium-doped fiber amplifiers by means of finite elements[J].Laser Technology, 2008, 32(2): 201-203(in Chinese)
[4]	LEE E S, HAHN J W. Four-pass amplifier for the pulsed amplification of a narrow-bandwidth continuous-wave dye laser[J]. Optics Letters, 1996, 21(22): 1836-1838.
[5]	ZAOUTER Y,PAPADOPOULOS D N,HANNA M. Stretcher-free high energy nonlinear amplification of femtosecond pulses in rod-type fibers[J]. Optics Letters, 2008, 33(2):107-109.
[6]	TANYA M M,ETER D M. Self-similar evolution of self-written waveguides[J]. Optics Letters, 1998, 23(4):268-270.
[7]	KOCHAROVSKAIA O A, KHANIN I I. Coherent amplification of an ultrashort pulse in a three-level medium without a population inversion[J].Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 1988, 48(11):581-584(in Russian).
[8]	WANG Y, MARTINEZ-RIOS A, PO H.Pulse evolution of a Q-switched ytterbium-doped double-clad fiber laser[J]. Optical Engineering, 2003, 42(9): 2521-2526.
[9]	MARCIANTE J R, ZUEGEL J D. High-gain, polarization-preserving, Yb-doped fiber amplifier for low-duty-cycle pulse amplification[J]. Applied Optics, 2006, 45(26):6798-6804.
[10]	WANG X D,ZHOU Zh,LI S W, et al. Self-similar pulse evolution in Yb-doped fiber amplifiers[J].Laser Technology, 2012, 36(1):8-12(in Chinese).
[11]	HU G J, LI X G, ZHANG P. Gain performance of Er3+/Yb3+ codoped double-clad fiber amplifier[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2012, 42(1): 240-244(in Chinese).

[1]	高恒 , 荣克鹏 , 李晓峰 , 彭春 , 贾凯 , 高军 . 高重频掺钕钒酸钇激光器双程放大理论研究. 激光技术, 2020, 44(6): 674-677. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.06.004
[2]	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
[3]	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.
[4]	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
[5]	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
[6]	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
[7]	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
[8]	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
[9]	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
[10]	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
[11]	周雷 , 宁继平 , 陈王争 , 韩群 , 张伟毅 , 王俊涛 . Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射. 激光技术, 2009, 33(5): 482-485. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.010
[12]	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
[13]	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
[14]	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
[15]	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
[16]	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
[17]	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.
[18]	庄茂录 , 赵尚弘 , 董淑福 , 马丽华 . 双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器粒子数特性分析. 激光技术, 2004, 28(4): 379-382,409.
[19]	车继波 , 杨亚培 , 刘爽 , 官周国 , 薛辉 . Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益综述. 激光技术, 2006, 30(1): 82-85.
[20]	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

点击查看大图

计量

文章访问数: 3248
HTML全文浏览量: 700
PDF下载量: 589
被引次数: 0

双程激光脉冲放大系统的建模及仿真研究

通讯作者: 刘丰年, lfnjx@yahoo.com.cn;

作者简介: 张文平(1986-),男,硕士研究生,主要研究方向为光纤通信与光纤传感。

1. 湖南工业大学计算机与通信学院, 株洲 412007

收稿日期: 2013-01-07
录用日期: 2013-03-18
网络出版日期: 2013-11-25

基金项目: 湖南省自然科学基金资助项目(11JJ3002);湖南省研究生科研创新基金资助项目(CX2011B393)

关键词:

摘要: 为了提高脉冲放大系统模型的光光转换效率,采用建模及仿真的方法研究了双程脉冲放大模型的输出特性,得到了得到双程脉冲放大系统输出功率与抽运功率的关系、输出单脉冲能量与脉冲的重复频率的关系,以及双程放大系统转换效率与重复频率的关系。结果表明,在重复频率为40kHz时,仿真得到该脉冲激光放大模型的光光转换效率达到了29.1%。该双程脉冲放大模型有效地提高了能量转换效率。