报道了双芯掺铒光纤(TC-EDF)的研制工艺，采用改进化学气相沉积（MCVD）和光子晶体堆积工艺成功试制出单芯掺杂型双芯掺铒光纤。利用耦合模理论和速率方程数值模拟了信号功率在双芯掺铒光纤中的传输并分析了双芯掺铒光纤的增益均衡特性；同时制作了双芯掺铒光纤放大器(EDFA)并进行实验测试。结果表明，双芯掺铒光纤具有良好的增益均衡特性。
光通信 双芯 掺铒光纤 改进化学气相沉积 光子晶体
1 北京交通大学 光波技术研究所, 北京 100044
2 北京交通大学 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
3 邢台学院 物理系, 河北 邢台 054001
短线腔掺铒光纤激光器由环形器(OC)、自制的Bi3+Ga3+Al3+共掺高浓度掺铒光纤(BiGaAl-EDF)、均匀光纤布拉格光栅(UFBG)和波分复用器(WDM)组成。以OC作为全反射腔镜, UFBG为波长选择性部分反射腔镜, 利用1 530 nm处吸收系数为84.253 dB/m 的BiGaAl-EDF为增益介质, 室温下获得了中心波长为1 544.31 nm、边模抑制比(SMSR)大于55 dB的激光输出。分析了BiGaAl-EDF长度对激光器输出特性的影响。结果表明: 采用12 cm长的光纤实现了短线腔的窄线宽激光输出, 在25 cm长度下, 该激光器具有最小的起振阈值和最大的输出功率。测试表明, 该短线腔激光器具有线性输出特性, 并且其中心波长和输出功率不随时间的变化而发生漂移。
激光技术 掺铒光纤激光器 短线腔 环形器 光纤布拉格光栅 laser technique erbium-doped fiber laser short linear cavity optical circulator fiber Bragg grating
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
单芯光纤和双芯光纤的耦合问题是限制双芯光纤研究和应用深度的关键问题之一。利用突变光波导的分析方法, 在高斯近似的模场分布下, 推导了单芯单模光纤和双芯单模光纤对接和熔接的耦合能量、总体耦合效率和两纤芯耦合能量比的数学表达式。利用这组关系定量地详细分析了单芯光纤和双芯光纤耦合中的模场匹配、双芯光纤的纤芯距和纤芯位置对耦合效果的影响。利用其中一个纤芯位于光纤中心的双芯光纤, 通过保偏熔接机进行辅助定位, 实测了单芯单模光纤与双芯单模光纤对接耦合的输出能量与纤芯位置的关系, 测量结果能够很好地与理论结果相符合。
光纤光学 双芯光纤 光纤耦合 光纤熔接 高斯近似
采用环形石墨炉加热的改进化学汽相沉积(MCVD)车床制作出了多包层铋镓铝共掺的石英基高浓度掺铒光纤，并对其几何参数和吸收谱进行测试和分析。结果表明，利用多包层结构有效提高了掺铒光纤的模场直径和吸收系数。制作的多包层掺铒光纤在1530 nm波长下的吸收可达84 dB/m；在1550 nm处的模场直径可达11.6 μm；而基底损耗约为1.5 dB/m。利用所研制的掺铒光纤制作了掺铒光纤放大器并对其长度进行了优化，最终得到了长度为1.95 m的C波段掺铒光纤放大器，其小信号增益达到了23 dB。
光通信 高浓度掺铒光纤 多包层 模场直径 光学学报
2010, 30(s1): s100209
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
高浓度的掺铒光纤在光传输以及光纤相关器件中都发挥着重要的作用。结合改进化学气相沉淀法(MCVD)的特点, 采用“在线”溶液掺杂法制备预制棒, 并对采用改进的石墨炉加热的MCVD法制备铋镓铝共掺的掺铒石英基光纤预制棒的工艺进行了讨论。特别探讨了疏松层沉积温度的重要性以及铋元素的作用机理, 并给出了最佳沉积温度为1560 ℃～1600 ℃。利用仪器对制得的光纤进行了测试, 给出了光纤的吸收谱、光纤预制棒芯子的扫描电子显微镜(SEM)图像以及用电子探针显微分析仪(EPMA)测得的光纤中各物质的含量, 其中在1530 nm处得到的最高吸收系数为近60 dB/m, 并利用光纤吸收谱估算得出铒离子浓度约为3.84×1025 m-3。
光纤光学 掺铒光纤 高浓度 石英基光纤 沉积温度
利用耦合模理论分析了双芯光纤(TCF)的耦合特性与其结构参数的关系。结果表明,不同结构双芯光纤可能具有相同的耦合特性,从而可以根据实际应用对双芯光纤参数进行优化。同时提出一种改进型的双芯光纤制作工艺,采用化学气相沉积(MCVD)和光子晶体堆积工艺制作出均匀性良好的双芯光纤并对其参数进行了测量。
光通信 双芯光纤 耦合系数 化学气相沉积 光子晶体
Author Affiliations
Abstract
Institute of Lightwave Technology, Key Lab of All Optical Network and Advanced Telecommunication Network of Ministry of Education, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
A compact single-polarization fiber laser with fiber Bragg gratings inscripted in a polarization-maintaining erbium-doped germanosilicate fiber is demonstrated experimentally. The single-wavelength and singlepolarization regime of our studied laser is achieved by applying a radial stress upon one of two gratings and stretching the other one axially to adjust the reflection peak match. Two single-wavelength and singlepolarization lasing lines are realized respectively with fine power stability.
单偏振 保偏 游标卡尺原理 掺铒光纤激光器 060.2410 Fibers, erbium 060.2420 Fibers, polarization-maintaining 060.3510 Lasers, fiber 060.3738 Fiber Bragg gratings, photosensitivity Chinese Optics Letters
2009, 7(11): 993
1 北京交通大学 光波技术研究所, 北京 100044
2 北京交通大学 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
利用一种新型的环形石墨炉加热的改进的化学汽相沉积(MCVD)车床制作出了高吸收、低背景损耗单包层高掺Yb3+石英光纤, 并对其几何参数和吸收谱进行了测量、分析和讨论, 得出了高掺Yb3+石英光纤的制作要点在于高质量疏松层的制作的结论, 并分析了疏松层中掺P有助于提高掺Yb3+量的机理。制作出的高掺Yb3+单包层石英光纤样品在976 nm波长下的吸收可达594 dB/m, 而背景损耗只有0.1 dB/m。
掺Yb3+光纤 溶液掺杂法 化学汽相沉积法 Yb3+-Doped Fiber (YDF) solution doping technique MCVD process
