为了获得高功率、宽带宽及谱平坦的长波段掺铒光纤光源,基于2级双程芯泵浦,应用偏振复用技术实现泵浦瓦级供给,在泵浦总功率和光纤总长度都不变的情况下,数值分析了4种光源结构的输出特性受泵浦和光纤分配比例的影响。结果表明,4种结构基本都能工作于L波段(1 565nm~1 610nm),带宽受结构影响较小,但只有"双程后向+双程后向"结构可同时拥有高输出功率和高平坦度。其在总泵浦功率750mW,第一级泵浦功率为300mW,第二级泵浦功率为450mW时,和光纤总长度21m,第一级光纤长度为18m,第二级光纤长度为3m时,可实现输出功率314mW,带宽32.41nm,中心波长1 584.84nm,平坦度2.23dB的L波段超荧光光源。
为了实现高平坦的C+L波段放大的自发辐射光(ASE)光输出,提出并设计了一种基于LD单泵浦源,并且采用两段掺杂浓度完全相同的掺Er3+光纤(EDF)作为增益介质的宽带光源。对光源的基本原理及实现方案进行了理论分析和实验验证。首先,根据Er3+能级结构介绍C+L波段宽带光源的产生原理。然后,设计系统结构,在结构中采用976nm LD作泵浦源,通过耦合器将泵浦光按照一定比例分为两路对EDF泵浦;采用两支波分复用器(WDM)将泵浦光耦合进入EDF,并通过熔接环形镜(FLM)提高转换效率;输出端熔接隔离器(ISO)防止端面回波对输出造成影响。最后,根据EDF的ASE增益数学模型对EDF长度进行了分析和优化。实验结果表明,用于调整C波段ASE光输出的EDF1长选用2m,用于调整L波段ASE光输出EDF2长选为16m,获得平坦C+L波段ASE光输出,在不使用任何滤波器的条件下,在1 540~1 610nm波段范围内光谱平坦度为±0.525dB,在1 520~1 610nm范围内光谱平坦度为±1.119dB。本文方法使用1支976nm LD实现了C+L波段的高平坦输出,简化了系统结构,并降低了系统成本。
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