光纖放大器的教程包含以下十個(gè)部分:
xO2S|DH{ 1、光纖中的稀土離子
[3a-1, 2、增益和泵浦吸收
N0be=IO5# 3、穩(wěn)態(tài)的自洽解
aqvt$u8 4、放大的自發(fā)發(fā)射
Rd5ni2-nve 5、正向和反向泵浦
=d/\8\4 6、用于大功率操作的雙包層光纖
Lc>9[!+# 7、納秒脈沖光纖放大器
_=c>>X 8、超短脈沖光纖放大器
xCH,d:n= 9、光纖放大器噪聲
T^-fn 10、多級光纖放大器
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7)1wiEj 接下來是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器教程的第4部分:
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$] Si<9Oh 第四部分:放大的自發(fā)發(fā)射
nZ>bOP+, 在任何
激光放大器中,我們都需要一些處于激發(fā)(亞穩(wěn)態(tài))狀態(tài)的激光活性離子作為受激發(fā)射的先決條件。不可避免地,我們也會得到一些自發(fā)輻射。產(chǎn)生的熒光進(jìn)入各個(gè)方向,大部分留在側(cè)面的光纖。(使用紅外觀察器,可以看到泵浦光纖“發(fā)光”。)
t<O5_}R%d 一小部分熒光被纖芯捕獲,并與任何泵浦和信號一起沿光纖傳播(雙向)。重要的是,它可以體驗(yàn)與任何信號類似的增益。由于光纖放大器經(jīng)常達(dá)到高增益(幾十分貝),自發(fā)發(fā)射的光的引導(dǎo)部分被強(qiáng)烈放大。我們稱之為放大自發(fā)發(fā)射(ASE)。產(chǎn)生的功率可以變得比輻射到所有其他方向的功率大得多,即使只有一小部分熒光被核心捕獲。
9I>+Q& /^~3Ib8Fw+ 放大自發(fā)發(fā)射的后果是:
qC9$xIWq • 即使我們不注入任何輸入信號,我們也可以在放大器增益高的任何
波長范圍內(nèi)獲得相當(dāng)大的輸出功率。ASE光相對寬帶;它實(shí)際上用于一些超發(fā)
光源。
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~QAc • 如果 ASE 與信號共同傳播,則它構(gòu)成該信號的寬帶噪聲。
i/rdPbq • 強(qiáng) ASE 會導(dǎo)致大量增益飽和:通過受激發(fā)射,它會降低激發(fā)密度,從而降低放大器增益。它會導(dǎo)致一種軟增益鉗位:更多的泵浦功率仍然會增加增益,但只是略微增加,因?yàn)?ASE 功率會隨著增益的增加而迅速增長。
DPvM|n`TW 請注意,當(dāng)我們需要放大遠(yuǎn)離增益最大值的波長的信號時(shí),ASE 的增益鉗位是最不受歡迎的。從本質(zhì)上講,ASE 限制了峰值增益,我們的信號增益可能比這要弱得多。甚至在某些情況下,由于 ASE,設(shè)備根本無法工作。例如,制造發(fā)射波長為 975 nm 的高效高功率摻鐿光纖
激光器并不容易,因?yàn)楹茈y抑制更長波長的 ASE。本教程的第 6 部分顯示了放大器的類似情況。
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