搜索

x

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

增益竞争双波长放大单频光纤放大器理论研究

杜文博 冷进勇 朱家健 周朴 许晓军 舒柏宏

引用本文:
Citation:

增益竞争双波长放大单频光纤放大器理论研究

杜文博, 冷进勇, 朱家健, 周朴, 许晓军, 舒柏宏

Theoretical study of two-tone single frequency fiber amplifier with gain competition

Du Wen-Bo, Leng Jin-Yong, Zhu Jia-Jian, Zhou Pu, Xu Xiao-Jun, Shu Bo-Hong
PDF
导出引用
  • 引入增益竞争是抑制单频光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)的有效方式. 在单频光纤放大器的基础上, 推导了描述增益竞争双波长放大单频掺镱双包层光纤放大器的稳态速率方程组, 建立了增益竞争双波长放大单频光纤放大器的理论模型; 利用建立的理论模型模拟分析了信号光波长间隔、 信号光种子功率比、 抽运方式和增益光纤长度等因素对放大器的单频激光输出 效率以及SBS抑制效果的影响.
    Introducing the gain competition is an effective way to suppress stimulated Brillouin scattering (SBS) in single frequency fiber amplifier. Steady rate equation describing two-tone single frequency Yb-doped double cladding fiber amplifier with gain competition is deduced based on single frequency amplifier. A theoretical model of this kind of amplifier is set up. With this model, simulation is performed to analyze the influences of wavelength difference between signals, signal power ratio, pump configuration and length of gain fiber on output efficiency of single frequency laser, and the effect of SBS suppression.
    [1]

    Fan T Y 2005 IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 11 567

    [2]

    Qi Y F, Liu C, Zhou J, Chen W B, Dong J X, Wei Y R, Lou Q H 2010 Acta Phys. Sin. 59 3942 (in Chinese) [漆云凤, 刘驰, 周军, 陈卫标, 董景星, 魏运荣, 楼祺洪 2010 物理学报 59 3942]

    [3]

    Liu C, Qi Y F, Ding Y Q, Zhou J, Dong J X, Wei Y R, Lou Q H 2011 Chin. Opt. Lett. 9 31402 (in Chinese) [刘驰, 漆云凤, 丁亚倩, 周军, 董景星, 魏运荣, 楼祺洪 2011 中国光学快报 9 31402]

    [4]

    Jeong Y, Nilsson J, Sahu J K, Payne D N, Horley R, Hickey L M B, Turner P W 2007 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13 546

    [5]

    Zhou P 2009 Ph. D. Dissertation (Changsha: National University of Defense Technology) (in Chinese) [周朴 2009 博士学位论文 (长沙:国防科学技术大学)]

    [6]

    Machewirth D P, Wang Q, Samson B, Tankala K, Connor M O, Alam M 2007 Proc. SPIE 6453 64531F

    [7]

    Wada A, Nozawa T, Tanaka D, Yamauchi R 1991 Proc. 17th ECOC B1.1 25

    [8]

    Spring J B, Russell T H, Shay T M, Berdine R W, Sanchez A D, Ward B G, Roh W B 2005 Proc. SPIE 5709 147

    [9]

    Ward B G, Robin C, Culpepper M 2007 Proc. SPIE 6453 645307

    [10]

    Chen X, Wang J, Gray S, Liu A, Demeritt J, Ruffin A B, Crowley A M, Walton D T, Zenteno L A 2007 Opt. Express 15 8290

    [11]

    Lee H, Agrawal G P 2003 Opt. Express 11 3467

    [12]

    Shiraki K, Ohashi M, Tateda M 1996 J. Lightwave Technol. 14 50

    [13]

    Weßels P, Adel P, Auerbach M, Wandt D, Fallnich C 2004 Opt. Express 12 4443

    [14]

    Dajani I, Zeringue C, Bronder T J, Shay T, Gavrielides A, Robin C 2008 Opt. Express 16 14233

    [15]

    Dajani I, Zeringue C, Shay T M 2009 J. Sel. Topics Quantum Electron. 15 406

    [16]

    Dajani I, Zeringue C, Lu C, Vergien C, Henry L, Robin C 2010 Opt. Lett. 35 3114

    [17]

    Lu C, Dajani I, Zeringure C, Vergien C, Henry L, Lobad A, Shay T M 2010 Proc. SPIE 7580 75802L-1

    [18]

    Henry L J, Shay T M, Hult D W, Rowland K B 2010 Opt. Express 18 23939

    [19]

    Zeringue C, Vergien C, Dajani I 2011 Opt. Lett. 36 618

    [20]

    Wang X L, Leng J Y, Xiao H, Ma Y X, Zhou P, Du W B, Xu X J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Opt. Lett. 36 1338

    [21]

    Wang X L, Leng J Y, Zhou P, Du W B, Xiao H, Ma Y X, Dong X L, Xu X J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Opt. Express 19 7312

    [22]

    Liu A 2006 Proc. SPIE 6102 61021R1

    [23]

    Liu A 2007 Opt. Express 15 977

    [24]

    Liu A, Chen X, Li M J, Wang J, Walton D T, Zenteno L A 2007 Proc. SPIE 6781 67810H1

    [25]

    Hildebrandt M, Büsche S, Weßels P, Frede M, Kracht D 2008 Opt. Express 16 15970

    [26]

    Liu A, Chen X, Li M J, Wang J, Walton D T, Zenteno L A 2009 J. Lightwave Technol. 27 2189

    [27]

    Leng J Y, Liu C, Guo S F, Qi Y F, Xu X J, Zhao Y J 2010 Chinese J. Lasers 37 2491 (in Chinese) [冷进勇, 刘驰, 郭少锋, 漆云凤, 许晓军, 赵伊君 2010 中国激光 37 2491]

    [28]

    Kovalev V I, Harrison R G 2002 Opt. Lett. 27 2022

    [29]

    Wang Y, Xu C Q, Po H 2004 IEEE Photonic. Technol. Lett. 16 63

    [30]

    Chen J X, Sui Z, Chen F S, Liu Z Q 2006 Laser Technol. 30 268 (in Chinese) [陈吉欣, 隋展, 陈福深, 刘志强 2006 激光技术 30 268]

  • [1]

    Fan T Y 2005 IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 11 567

    [2]

    Qi Y F, Liu C, Zhou J, Chen W B, Dong J X, Wei Y R, Lou Q H 2010 Acta Phys. Sin. 59 3942 (in Chinese) [漆云凤, 刘驰, 周军, 陈卫标, 董景星, 魏运荣, 楼祺洪 2010 物理学报 59 3942]

    [3]

    Liu C, Qi Y F, Ding Y Q, Zhou J, Dong J X, Wei Y R, Lou Q H 2011 Chin. Opt. Lett. 9 31402 (in Chinese) [刘驰, 漆云凤, 丁亚倩, 周军, 董景星, 魏运荣, 楼祺洪 2011 中国光学快报 9 31402]

    [4]

    Jeong Y, Nilsson J, Sahu J K, Payne D N, Horley R, Hickey L M B, Turner P W 2007 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13 546

    [5]

    Zhou P 2009 Ph. D. Dissertation (Changsha: National University of Defense Technology) (in Chinese) [周朴 2009 博士学位论文 (长沙:国防科学技术大学)]

    [6]

    Machewirth D P, Wang Q, Samson B, Tankala K, Connor M O, Alam M 2007 Proc. SPIE 6453 64531F

    [7]

    Wada A, Nozawa T, Tanaka D, Yamauchi R 1991 Proc. 17th ECOC B1.1 25

    [8]

    Spring J B, Russell T H, Shay T M, Berdine R W, Sanchez A D, Ward B G, Roh W B 2005 Proc. SPIE 5709 147

    [9]

    Ward B G, Robin C, Culpepper M 2007 Proc. SPIE 6453 645307

    [10]

    Chen X, Wang J, Gray S, Liu A, Demeritt J, Ruffin A B, Crowley A M, Walton D T, Zenteno L A 2007 Opt. Express 15 8290

    [11]

    Lee H, Agrawal G P 2003 Opt. Express 11 3467

    [12]

    Shiraki K, Ohashi M, Tateda M 1996 J. Lightwave Technol. 14 50

    [13]

    Weßels P, Adel P, Auerbach M, Wandt D, Fallnich C 2004 Opt. Express 12 4443

    [14]

    Dajani I, Zeringue C, Bronder T J, Shay T, Gavrielides A, Robin C 2008 Opt. Express 16 14233

    [15]

    Dajani I, Zeringue C, Shay T M 2009 J. Sel. Topics Quantum Electron. 15 406

    [16]

    Dajani I, Zeringue C, Lu C, Vergien C, Henry L, Robin C 2010 Opt. Lett. 35 3114

    [17]

    Lu C, Dajani I, Zeringure C, Vergien C, Henry L, Lobad A, Shay T M 2010 Proc. SPIE 7580 75802L-1

    [18]

    Henry L J, Shay T M, Hult D W, Rowland K B 2010 Opt. Express 18 23939

    [19]

    Zeringue C, Vergien C, Dajani I 2011 Opt. Lett. 36 618

    [20]

    Wang X L, Leng J Y, Xiao H, Ma Y X, Zhou P, Du W B, Xu X J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Opt. Lett. 36 1338

    [21]

    Wang X L, Leng J Y, Zhou P, Du W B, Xiao H, Ma Y X, Dong X L, Xu X J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Opt. Express 19 7312

    [22]

    Liu A 2006 Proc. SPIE 6102 61021R1

    [23]

    Liu A 2007 Opt. Express 15 977

    [24]

    Liu A, Chen X, Li M J, Wang J, Walton D T, Zenteno L A 2007 Proc. SPIE 6781 67810H1

    [25]

    Hildebrandt M, Büsche S, Weßels P, Frede M, Kracht D 2008 Opt. Express 16 15970

    [26]

    Liu A, Chen X, Li M J, Wang J, Walton D T, Zenteno L A 2009 J. Lightwave Technol. 27 2189

    [27]

    Leng J Y, Liu C, Guo S F, Qi Y F, Xu X J, Zhao Y J 2010 Chinese J. Lasers 37 2491 (in Chinese) [冷进勇, 刘驰, 郭少锋, 漆云凤, 许晓军, 赵伊君 2010 中国激光 37 2491]

    [28]

    Kovalev V I, Harrison R G 2002 Opt. Lett. 27 2022

    [29]

    Wang Y, Xu C Q, Po H 2004 IEEE Photonic. Technol. Lett. 16 63

    [30]

    Chen J X, Sui Z, Chen F S, Liu Z Q 2006 Laser Technol. 30 268 (in Chinese) [陈吉欣, 隋展, 陈福深, 刘志强 2006 激光技术 30 268]

  • [1] 沈晓红, 曾盈莹, 毛琳, 朱仁江, 王涛, 罗海军, 佟存柱, 汪丽杰, 宋晏蓉, 张鹏. 双波长自锁模半导体薄片激光器. 物理学报, 2022, 71(20): 204202. doi: 10.7498/aps.71.20220483
    [2] 张万儒, 陈思雨, 粟荣涛, 姜曼, 李灿, 马阎星, 周朴. 增益开关线偏振单频脉冲光纤激光器. 物理学报, 2022, 71(19): 194204. doi: 10.7498/aps.71.20220829
    [3] 刘恒, 张钧翔, 付士杰, 盛泉, 史伟, 姚建铨. 有源光纤中稀土离子激光上能级寿命测量的研究. 物理学报, 2019, 68(22): 224202. doi: 10.7498/aps.68.20190616
    [4] 窦微, 浦双双, 牛娜, 曲大鹏, 孟祥峻, 赵岭, 郑权. 双波长二极管合束端面抽运掺镨氟化钇锂单纵模360 nm紫外激光器. 物理学报, 2019, 68(5): 054202. doi: 10.7498/aps.68.20182018
    [5] 邱小浪, 王爽爽, 张晓健, 朱仁江, 张鹏, 郭于鹤洋, 宋晏蓉. 双波长外腔面发射激光器. 物理学报, 2019, 68(11): 114204. doi: 10.7498/aps.68.20182261
    [6] 彭万敬, 刘鹏. 基于偏振依赖多模-单模-多模光纤滤波器的波长间隔可调谐双波长掺铒光纤激光器. 物理学报, 2019, 68(15): 154202. doi: 10.7498/aps.68.20190297
    [7] 刘雅坤, 王小林, 粟荣涛, 马鹏飞, 张汉伟, 周朴, 司磊. 相位调制信号对窄线宽光纤放大器线宽特性和受激布里渊散射阈值的影响. 物理学报, 2017, 66(23): 234203. doi: 10.7498/aps.66.234203
    [8] 刘江, 刘晨, 师红星, 王璞. 342W全光纤结构窄线宽连续掺铥光纤激光器. 物理学报, 2016, 65(19): 194209. doi: 10.7498/aps.65.194209
    [9] 刘江, 刘晨, 师红星, 王璞. 203W全光纤全保偏结构皮秒掺铥光纤激光器. 物理学报, 2016, 65(19): 194208. doi: 10.7498/aps.65.194208
    [10] 董繁龙, 葛廷武, 张雪霞, 谭祺瑞, 王智勇. 300 W侧面分布式抽运掺Yb全光纤放大器. 物理学报, 2015, 64(8): 084205. doi: 10.7498/aps.64.084205
    [11] 姜曼, 肖虎, 周朴, 王小林, 刘泽金. 高功率、低量子亏损同带抽运掺镱光纤放大器. 物理学报, 2013, 62(4): 044210. doi: 10.7498/aps.62.044210
    [12] 肖虎, 冷进勇, 吴武明, 王小林, 马阎星, 周朴, 许晓军, 赵国民. 同带抽运高效率光纤放大器. 物理学报, 2011, 60(12): 124207. doi: 10.7498/aps.60.124207
    [13] 关宝璐, 郭霞, 张敬兰, 任秀娟, 郭帅, 李硕, 揣东旭, 沈光地. 双波长垂直腔面发射激光器及特性研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014209. doi: 10.7498/aps.60.014209
    [14] 任广军, 魏臻, 张强, 姚建铨. 掺钕保偏光纤放大器的研究. 物理学报, 2009, 58(6): 3897-3902. doi: 10.7498/aps.58.3897
    [15] 林燕凤, 张戈, 朱海永, 黄呈辉, 李爱红, 魏勇. Nd:YAG调Q激光器双波长振荡机理分析. 物理学报, 2009, 58(6): 3909-3914. doi: 10.7498/aps.58.3909
    [16] 谢仕永, 鲁远甫, 薄勇, 崔前进, 徐一汀, 许家林, 彭钦军, 崔大复, 许祖彦. 高功率可调谐1064 nm准连续单频激光振荡-放大系统研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4659-4663. doi: 10.7498/aps.58.4659
    [17] 赵振宇, 段开椋, 王建明, 赵 卫, 王屹山. 高功率光子晶体光纤放大器实验研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6335-6339. doi: 10.7498/aps.57.6335
    [18] 刘博文, 胡明列, 宋有建, 柴 路, 王清月. 亚百飞秒高功率掺镱大模面积光子晶体光纤飞秒激光放大器的实验研究. 物理学报, 2008, 57(11): 6921-6925. doi: 10.7498/aps.57.6921
    [19] 王春灿, 张 帆, 童 治, 宁提纲, 简水生. 大功率单频多芯光纤放大器中抑制受激布里渊散射的分析. 物理学报, 2008, 57(8): 5035-5044. doi: 10.7498/aps.57.5035
    [20] 程 成, 张 航. 半导体纳米晶体PbSe量子点光纤放大器. 物理学报, 2006, 55(8): 4139-4144. doi: 10.7498/aps.55.4139
计量
  • 文章访问数:  6891
  • PDF下载量:  724
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-25
  • 修回日期:  2012-06-05
  • 刊出日期:  2012-06-05

/

返回文章
返回