第四讲：光纤激光器与光放大器
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光电子技术 精品课程
第4讲:光纤激光器与光放大器
电子科学与技术 精密仪器与光电子工程学院
宁继平
绪论
. 光纤激光器的特点：
效率高，阈值低，窄线宽、可调谐、紧凑小 巧和高性能的价格比。
•宽带放大器主要有三种：
•稀土掺杂光纤放大器：掺镨光纤放大器
(PDFA, 1300nm)、掺铥光纤放大器(TDFA, S 带)、掺铒光纤放大器(EDFA,C+L带）
光纤激光器的边泵浦结构
光电子技术精品课程
第二章 光放大器
1. 掺铒光纤放大器(EDFA)(1)掺铒光纤放大器的结 构
由掺铒光纤、泵浦源和合波器组成。
Biblioteka Baidu
EDF
ISO1
WDM
ISO2
信号光
泵浦光
光电子技术精品课程
光纤放大器的要求：
高增益系数、泵浦效率、饱和输出功率；宽且平坦的 增益谱；动态增益要均衡；有低的噪声和高的温度稳定性。 对泵浦源的要求：高的泵浦功率和效率、长寿命、无激发 态吸收。
光电子技术精品课程
边泵浦结构
a.通过在光纤的边表面开一个V型槽来完成。 其缺点是需精密控制V型槽和调整架复杂，不 宜泵浦多根光纤，与端泵浦类似。
B.圆盘式光纤激光器边泵浦结构。可利用高 功率泵浦源，得到高功率激光输出。2002年 日本某大学报道利用盘式光纤激光器，输出 功率达到KW量级。
光电子技术精品课程
光电子技术精品课程
图1－4掺Yb石英光纤的吸收和发射截面
光电子技术精品课程
结构及泵浦技术
图双包层光纤结构示意图
光电子技术精品课程
美国IPG Photonics公司、德国Jena大学的 应用物理所和英国Southampton的ORC研 制的单根双包层光纤激光器，连续输出功率 分别达到135W、150W、1000W、 4000W, 20000W
Signal in
2.3半导体光放大器(SOA) 半导体光放大器的结构：
★ 法布里-珀罗半导体激光放大器（FP-SLA） ★行波半导体激光放大器(TW-SLA)
光电子技术精品课程
•半导体激光放大器(SOA) •光纤喇曼放大器(FRA)
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第一章 光纤激光器
光纤激光器的类型
（1）稀土类掺杂光纤激光器。(2)光纤非线性效 应激光器。（3）单晶光纤激光器。（4）塑科光 纤激光器。（5）光纤孤子激光器。
掺镱双包层光纤激光器:
吸收峰：975nm，915nm。 发射谱段：975～l200nm
新型掺铒光纤放大器： 1.铒镱共掺光纤放大器，2.掺铒包层光纤放大器 3.掺铒光子晶体光纤放大器 碲化物EDFA： ★掺镨光纤放大器（PDFA） ★掺铥光纤放大器（TDFA）
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2.2 光纤喇曼放大器 1. 光纤喇曼放大器的特点： (1)其增益波长由抽运光波长决定，理论上可得到任意波
长的信号放大。 其增益介质为传输介质本身，光纤 喇曼放大器对光信号进行在线放大。
(2) 噪声指数低。光纤喇曼放大器的总成本较低。
2. 光纤喇曼放大器的分类： 分立式喇曼放大器和分布式喇曼放大器。
3. 光纤喇曼放大器的结构
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Fiber
Pump in ISO WDM
WDM
Signal out
第4讲:光纤激光器与光放大器
电子科学与技术 精密仪器与光电子工程学院
宁继平
绪论
. 光纤激光器的特点：
效率高，阈值低，窄线宽、可调谐、紧凑小 巧和高性能的价格比。
•宽带放大器主要有三种：
•稀土掺杂光纤放大器：掺镨光纤放大器
(PDFA, 1300nm)、掺铥光纤放大器(TDFA, S 带)、掺铒光纤放大器(EDFA,C+L带）
光纤激光器的边泵浦结构
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第二章 光放大器
1. 掺铒光纤放大器(EDFA)(1)掺铒光纤放大器的结 构
由掺铒光纤、泵浦源和合波器组成。
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ISO1
WDM
ISO2
信号光
泵浦光
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光纤放大器的要求：
高增益系数、泵浦效率、饱和输出功率；宽且平坦的 增益谱；动态增益要均衡；有低的噪声和高的温度稳定性。 对泵浦源的要求：高的泵浦功率和效率、长寿命、无激发 态吸收。
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边泵浦结构
a.通过在光纤的边表面开一个V型槽来完成。 其缺点是需精密控制V型槽和调整架复杂，不 宜泵浦多根光纤，与端泵浦类似。
B.圆盘式光纤激光器边泵浦结构。可利用高 功率泵浦源，得到高功率激光输出。2002年 日本某大学报道利用盘式光纤激光器，输出 功率达到KW量级。
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图1－4掺Yb石英光纤的吸收和发射截面
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结构及泵浦技术
图双包层光纤结构示意图
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美国IPG Photonics公司、德国Jena大学的 应用物理所和英国Southampton的ORC研 制的单根双包层光纤激光器，连续输出功率 分别达到135W、150W、1000W、 4000W, 20000W
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2.3半导体光放大器(SOA) 半导体光放大器的结构：
★ 法布里-珀罗半导体激光放大器（FP-SLA） ★行波半导体激光放大器(TW-SLA)
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•半导体激光放大器(SOA) •光纤喇曼放大器(FRA)
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第一章 光纤激光器
光纤激光器的类型
（1）稀土类掺杂光纤激光器。(2)光纤非线性效 应激光器。（3）单晶光纤激光器。（4）塑科光 纤激光器。（5）光纤孤子激光器。
掺镱双包层光纤激光器:
吸收峰：975nm，915nm。 发射谱段：975～l200nm
新型掺铒光纤放大器： 1.铒镱共掺光纤放大器，2.掺铒包层光纤放大器 3.掺铒光子晶体光纤放大器 碲化物EDFA： ★掺镨光纤放大器（PDFA） ★掺铥光纤放大器（TDFA）
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2.2 光纤喇曼放大器 1. 光纤喇曼放大器的特点： (1)其增益波长由抽运光波长决定，理论上可得到任意波
长的信号放大。 其增益介质为传输介质本身，光纤 喇曼放大器对光信号进行在线放大。
(2) 噪声指数低。光纤喇曼放大器的总成本较低。
2. 光纤喇曼放大器的分类： 分立式喇曼放大器和分布式喇曼放大器。
3. 光纤喇曼放大器的结构
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Fiber
Pump in ISO WDM
WDM
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