1 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
2 中国传媒大学信息与通信工程学院，北京 100024
提出一种借助机器学习算法从信号非完整信息提取待测参量的方法，该方法以只包含信号部分信息的功率谱幅度数据取代包含脉冲幅度和相位全部信息的数据来完成参量提取，克服了复杂光信号相位信息测量困难的问题。通过模拟仿真，验证了使用机器学习算法实现从脉冲演化提取传输介质参量信息的能力以及利用缺失相位信息的脉冲功率谱实现光纤多参量探测的可行性。仿真结果表明，采用适当的机器学习算法，所提方法的均方误差可控制在0.3%以内。
光纤光学 光纤多参量探测 超短脉冲 机器学习算法 非线性系统 光学学报
2022, 42(20): 2006003
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
根据少模掺铒光纤放大器的放大理论,对四模式复用信号和五模式复用信号进行增益仿真研究。通过遗传算法分别优化三层掺铒的四模式群组少模光纤放大器和四层掺铒的五模式群组少模光纤放大器。仿真优化的结果表明,利用980 nm的两模式复用泵浦并以芯层泵浦前向抽运的方式对1550 nm四模式复用信号进行放大,得到的信号各模式的平均增益为24.48 dB,模间增益差值为0.103 dB;以980 nm三模式复用泵浦并对五模式复用信号进行放大,得到的信号各模式的平均增益为23.31 dB,模间增益差值为0.016 dB。通过优化泵浦模式组合及光纤掺杂结构,提高了四模式群组与五模式群组少模光纤放大器在C波段的增益性能。
光通信 模分复用 少模光纤放大器 增益均衡 遗传算法
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
采用基于多级级联的非线性展宽和偏移滤波的Mamyshev腔,提出了同步光谱可重叠多波长光纤激光器,该单腔环形结构解决了传统多波长激光器中增益竞争和同步输出困难的问题。通过数值仿真,实现了中心波长分别为1035,1040,1045,1050 nm的四波长脉冲的输出,每个波长的脉冲光谱宽度均为7 nm(大于相邻中心波长的间隔),峰值功率(在外部线性压缩之前)为0.9~1.0 kW,脉冲宽度约为0.28 ps。通过优化滤波器,讨论了对应的多波长输出,并分析了波长排列顺序对传输函数以及系统效率的影响。
激光器 多波长 Mamyshev腔 增益竞争 同步输出 光谱重叠
北京交通大学 电子信息工程学院, 北京100044
高功率超短脉冲源应用广泛, 在信息、精密加工、医疗、**和基础科学研究等领域备受关注。针对各个领域对高功率需求不断增长的趋势, 分别从种子源、放大技术和堆叠技术3个方面介绍了实现高峰值功率的主流技术, 并对目前出现的新型锁模激光器、新型放大器以及各种脉冲堆叠等重要新技术的实现方法和国内外研究进展进行了介绍。最后对未来超高功率的的实现技术进行了预测和展望。
高功率脉冲 光纤激光器 光纤放大器 脉冲堆叠 high power pulses optical fiber laser optical fiber amplifier pulse stacking
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 激光与光电子研究所，天津 300072
2 天津大学 光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 北京交通大学 电子信息工程学院，北京 100044
4 亚利桑那大学 光学科学学院，美国 亚利桑那州 85721
研究实现了基于半导体可饱和吸收体被动锁模的高重频全光纤掺镱皮秒脉冲激光器.种子源采取环形腔结构，当抽运功率为112 mW时，获得了稳定的锁模脉冲激光，其中心波长为1 064.1 nm，3 dB谱宽为3.6 nm，脉冲宽度为4.2 ps，重复频率为19.2 MHz.受限于谐振腔长度，光纤激光器重复频率很难得到进一步提高.因此设计并搭建了一种基于分束器和延时光纤的全新低损耗高重频脉冲调制器，将种子激光重复频率提高到1.2 GHz.该设计有效降低了脉冲在耦合过程中的能量损耗，为提高全光纤超短脉冲激光器重复频率提供了新途径.
掺镱光纤激光器 被动锁模 高重频脉冲调制器 超短脉冲 耗散孤子 Ytterbium doped fiber laser Passively mode-locking High-repetition-rate pulsed modulator Ultra-short pulse Dissipative soliton 光子学报
2019, 48(11): 1148015
北京交通大学电子信息工程学院全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
提出了一种新型的抗弯曲大模场面积光纤方案——双沟槽辅助型扇形瓣状光纤。与传统的扇形瓣状光纤及单沟槽辅助扇形瓣状光纤相比,该结构具有更大的模场面积和更好的高阶模抑制能力。研究结果表明:在弯曲半径为20 cm,波长为1.55 μm时,光纤的有效模场面积可达1096 μm 2,高阶模与基模损耗比大于100;此外,所提出的光纤对弯曲方向不敏感,弯曲方向在[-180°,180°]范围内变化时,光纤性能保持稳定。
光纤光学 光纤设计与制造 大模场面积 抗弯曲 单模运转 光学学报
2019, 39(10): 1006008
北京交通大学, 光波技术研究所, 北京 100044
稀土掺杂光子晶体光纤是制作高功率光纤激光器、光纤放大器的理想材料, 对稀土掺杂光子晶体光纤的研究尤为重要。提出了一种新型的空气孔八边形双排排列的光子晶体光纤, 并对其部分特性进行分析。研究了该种光纤的掺杂纤芯直径、掺杂折射率和波长的变化对有效模场面积和有效折射率的影响, 并计算了该稀土掺杂光纤作为光纤放大器时的重叠因子的特性。为以后更好的制作光纤放大器等光器件产生了一定的理论基础。
纤芯掺镱 光子晶体光纤 有效模场面积 有效折射率 重叠积分因子 fiber coil Yb-doped photonic crystal fiber (PCF) effective model field area effective refractive index overlap integral factor
1 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
2 北京交通大学电磁兼容实验室, 北京 100044
从理论和实验两方面研究了在非周期性多层光纤上写入布拉格光栅的光学特性。从耦合模理论出发，讨论了光纤具有多于一个光敏层的情况。在实验室自制的两类多层光纤上写入光栅的实验也表明，该类光栅具备有一般光栅的普遍光学特性，说明在使用多层光纤作为关键部分构建器件时，需要的各类光栅部件能够通过直接在该类光纤上写入光栅实现。紫外光在氢载掺铒多层光纤上写入光栅的实验说明分层的异种元素掺杂将导致芯区应力增加，从而辅助提高光纤的光敏性。
光栅 光纤布拉格光栅 多层光纤 掺铒光纤 光学学报
2012, 32(10): 1006002
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
