Author Affiliations
Abstract
College of Physics and Electronic Engineering, Sichuan Normal University, Chengdu 610101, China
For Brillouin optical time-domain analysis (BOTDA) based on distributed Brillouin amplification (DBA), constant Brillouin response achieved by the exponentially variable bandwidth/intensity pump modulation suffers from the much lower pumping efficiency for long-range sensing, which counterbalances the merit of DBA. In this Letter, pump modulation by multiple constant bandwidths was proposed and demonstrated. The ～98.9 km sensing with ～5 m spatial resolution and no use of optical pulse coding (OPC) was achieved by ～8 dBm Brillouin pump, which is lower by ～9 dB in theory by comparison with exponentially increased bandwidth modulation. Compared with traditional DBA-BOTDA, signal-to-noise ratio (SNR) enhancement with >4.6 dB was obtained. The flattened standard deviation (STD) of Brillouin frequency shift (BFS) (less than ～2 MHz) along the whole fiber was demonstrated.
060.4370 Nonlinear optics, fibers Chinese Optics Letters
2019, 17(1): 010603
Author Affiliations
Abstract
College of Physics and Electronic Engineering, Sichuan Normal University, Chengdu 610101, China
The impacts of Brillouin pump depletion and nonlinear amplification in coded long-range Brillouin optical time-domain analysis (BOTDA) based on distributed Brillouin amplification (DBA) were studied. The error of Brillouin frequency shift (BFS) due to Brillouin pump depletion was compared for DBA-BOTDA using non-cyclic and cyclic coding. For non-cyclic coding, significant over- and under-shoots of BFS were found in the range with larger BFS variation, such as hot spot. The impact of Brillouin pump depletion can be reduced considerably by cyclic coding. Furthermore, to compensate the BFS error due to nonlinear amplification, a simple and effective log linearization was proposed and demonstrated.
060.2370 Fiber optics sensors Chinese Optics Letters
2018, 16(9): 090604
电子科技大学通信与信息工程学院, 光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都611731
首次将超长光纤环形激光器的光放大应用于布里渊光时域分析(BOTDA)传感系统, 以延伸传感距离。 通过对布里渊泵浦消耗、 拉曼泵浦相对强度噪声（RIN）转移的抑制及拉曼泵浦功率分布的优化, 基于对布里渊增益谱分析的原理在94 km的传感距离上实现了3 m空间分辨率, 以及全程28 με/1.4 ℃应变/温度精度。
布里渊增益谱 光纤传感 超长光纤环形激光器 分布式放大 Brillouin gain spectrum Fiber sensor Ultra-long fiber laser Distributed amplification 光谱学与光谱分析
2014, 34(5): 1191
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室， 四川 成都 611731
随机分布反馈光纤激光器(RDF-FL)作为一种基于分布式瑞利散射和拉曼放大效应的新型光源，具有结构简单、方向性好、传输距离长等特点，因而在光纤传感及光纤通信等领域有着广泛的应用前景。但由于形成反馈的瑞利散射较弱，其激射阈值很高。研究了两种降低光纤随机激光阈值的方法，即单边光纤布拉格光栅(FBG)线形腔法和超长环形腔法。在此基础上，从理论和实验上对随机激光的输入输出及频谱特性进行了详细分析与探讨。结果表明，单边FBG线形腔与超长环形腔结构分别将一阶随机激光阈值降低到0.8 W和1.0 W。研究有助于对随机激光机理的深入认识以及新型光纤随机激光器的设计。
激光器 随机激光 拉曼放大 瑞利散射
1 电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 610054
2 四川师范大学 物理与电子工程学院, 成都 610068
应用包含探测光、布里渊泵浦光及拉曼泵浦光相互作用理论模型，数值分析了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域分析仪非局域化特性。结果表明：非局域化随探测光及拉曼泵浦功率增加而恶化；通过频分复用(将具有不同布里渊频移的光纤拼接)及时分复用技术(同时对布里渊泵浦及探测光进行脉冲调制)，可有效缩短布里渊泵浦与探测光的作用距离，达到较理想的抑制非局域效应结果。based on Raman amplification
布里渊光时域分析仪 非局域化 拉曼放大 频分复用 时分复用 Brillouin optical time-domain analyzer non-local effect Raman amplification frequency-division-multiplexing time-division-multiplexing
1 重庆工学院数理学院，重庆 400050
2 四川师范大学物理与电子工程学院，四川 成都 610068
3 西南大学物理学院，重庆 400715
提出了一种利用具有干涉作用的半导体光放大器(SOA)环形腔实现全光频率倍增／恢复的新方法，该方法同相关实验比较具有显著优势。数值结果表明：2．5GHz的光脉冲序列注入SOA环形腔，可输出重复频率为5～25GHz振幅均衡、与入射光偏振无关的光脉冲序列；SOA的偏置电流对SOA环形腔输出脉冲振幅的均衡度影响显著，对于基频为2．5GHz和10GHz输入脉冲序列分别存在一最佳的SOA偏置电流值；从传输速率为2．5Gbit／s的27－1伪随机信号中可提取出重复频率为分别2．5GHz和5GHz的幅度均衡的时钟信号。
光通信 全光频率倍增／恢复 半导体光放大器 环形腔 干涉 optical communication all-optical frequency multiplication/recovery semicon-ductor optical amplifier ring cavity interference
1 重庆工学院,数理学院,重庆,400050
2 四川师范大学,物理学院,成都,610068
3 西南大学,物理学院,重庆,400715
采用自再现理论,对一种包含两个半导体光放大器的锁模光纤环形激光器进行了数值研究.研究结果表明:为了提高谐波锁模输出脉冲的质量,调制半导体光放大器应当保持高直流偏置,对自发辐射信号进行调制并提供锁模脉冲克服腔损耗所需的增益,而此时的增益半导体光放大器则被低直流偏置充当增益补偿器维持较窄的净增益窗口;与之相反,为了获得振幅均衡的有理数谐波锁模输出脉冲,调制半导体光放大器则应当偏置在较低的电流上,而增益半导体光放大器应当保持较高的偏置电流以提供足够的常量增益克服腔损耗.此外,还必须提高注入光信号的峰值功率.
光纤激光器 谐波锁模 有理数谐波锁模 半导体光放大器 交叉增益调制
1 西南师范大学物理学院,重庆 400715
2 重庆大学教育部光电技术与系统重点实验室,重庆 400044
分布反馈半导体光放大器(DFB-SOAs)具有较低的双稳上跳阈值,因而在光学信息处理方面有一定的应用前景。引入空间相移、啁啾等非均匀性后,其双稳特性可得到进一步改善。由于系统的传输速率受到脉冲下降沿形变及开启延时的限制,因此对其动态双稳特性的研究很有必要。从耦合模方程及载流子速率方程出发,数值分析了相移、啁啾分布反馈半导体光放大器的动态双稳特性。结果表明,相移使出射脉冲下降沿的形变及开启延迟随初始失谐量的减小呈现先恶化后缓和的趋势,引入啁啾可明显抑制脉冲下降沿的形变,但是增加了开启延迟所需的功率过载量。
非线性光学 分布反馈半导体光放大器 耦合模方程 动态双稳 相移 啁啾
1 西南师范大学物理学院,重庆 400715
2 重庆大学教育部光电技术与系统重点实验室,重庆 400044
提出一种基于线性变化电流注入以改善分布反馈半导体光放大器的滤波及双稳特性的实现方案,并借助耦合模方程及载流子速率方程,将该方案与相移、啁啾非均匀分布反馈半导体光放大器的特性作了分析比较。结果表明,该方法既有与相移效应相似的透射谱,又有与啁啾效应相似的频带较宽、双稳环上支较平坦的特点,且有效提高了开关对比度。
非线性光学 分布反馈半导体光放大器 光学双稳 线性变化电流注入 相移 啁啾
