单频EYDFA中种子光功率和增益光纤温度对输出线宽的影响

白晓磊; 盛泉; 张海伟; 付士杰; 史伟; 姚建铨

doi:10.3788/IRLA201847.1005004

单频EYDFA中种子光功率和增益光纤温度对输出线宽的影响

doi: 10.3788/IRLA201847.1005004

白晓磊^1,2,
盛泉^1,2,
张海伟^1,2,
付士杰^1,2,
史伟^1,2,
姚建铨^1,2

1.
天津大学精密仪器与光电子工程学院,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

基金项目:

国家重点研究和发展项目（2016YFB0402204）;国家自然科学基金（61335013，61275102）

详细信息

作者简介:
白晓磊(1986-),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:baixiaolei@tju.edu.cn

中图分类号: TN248.1

Influence of seed power and gain fiber temperature on output linewidth in single-frequency EYDFA

1.
College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;
2.
Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology(Ministry of Education),Tianjin University,Tianjin 300072,China

摘要: 针对单频激光在放大过程中线宽展宽的问题，对1 550 nm单频铒镱共掺光纤放大器（EYDFA）中种子光功率和温度对输出线宽的影响进行了实验研究。实验对比了不同种子光功率、增益光纤温度下，放大后线宽的变化情况。实验结果表明，获得相同输出功率时，提高的种子光功率会增加输出信噪比（SNR），并降低放大后线宽展宽的程度。当种子光功率确定时，增益光纤温度也会影响输出线宽。在相同泵浦功率下，增益光纤温度上升会提高放大器的效率和增加受激自发辐射（ASE）强度，但会使输出线宽的展宽增加。同时，分析了种子光功率和温度影响EYDFA输出线宽的原因，认为ASE是影响线宽展宽特性的原因之一。
- 铒镱共掺光纤放大器 /
- 单频 /
- 受激自发辐射 /
- 线宽
Abstract: Based on the 1 550 nm single-frequency Erbium-Ytterbium co-doped fiber amplifier (EYDFA), the linewidth broadening with different seed powers and gain fiber temperatures was experimentally investigated. The results demonstrate that, to obtain the same output power, the increase of the seed power was beneficial to improve the output signal to noise ratio (SNR), and to reduce the linewidth broadening. The increase of gain fiber temperature can improve slope efficiency and enhance the amplified spontaneous emission (ASE) intensity but broaden linewidth. Meanwhile, the reason of linewidth broadening was discussed and the ASE was considered as one of the reason of linewidth variation.
- Erbium-Ytterbium co-doped fiber amplifier /
- single frequency /
- ASE /
- linewidth

[1]	Shi Wei, Fu Shijie, Fang Qiang, et al. Single-frequency fiber laser based on rare-earth-doped silica fiber[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10):1003001. (in Chinese)史伟, 付士杰, 房强,等. 基于稀土掺杂石英光纤的单频光纤激光器[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(10):1003001.
[2]	Zhu X, Liu J, Bi D, et al. Development of all-solid coherent Doppler wind lidar[J]. Chinese Optics Letters, 2011, 10(1):60-62.
[3]	Qi G, Xiong S, Liang X, et al. High-performance and narrow line-width nanosecond pulse laser amplifier for weak signal[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(11):3234-3237.
[4]	Alegria C, Jeong Y, Codemard C, et al. 83-W single-frequency narrow-linewidth MOPA using large-core erbium-ytterbium co-doped fiber[J]. Photonics Technology Letters, 2004, 16(8):1825-1827.
[5]	Kablukov S I, Zlobina E A, Podivilov E V, et al. Output spectrum of Yb-doped fiber lasers[J]. Optics Letters, 2012, 37(13):2508-2510.
[6]	Jeong Y, Sahu J K, Soh D B S, et al. High-power tunable single-frequency single-mode erbium:ytterbium codoped large-core fiber master-oscillator power amplifier source[J]. Optics Letters, 2005, 30(30):2997-2999.
[7]	Cowle G J, Morkel P R, Laming R I, et al. Spectral broadening due to fibre amplifier phase noise[J]. Electronics Letters, 1990, 26(7):424-425.
[8]	Yang C, Xu S, Mo S, et al. 10.9 W kHz-linewidth one-stage all-fiber linearly-polarized MOPA laser at 1560 nm[J]. Optics Express, 2013, 21(10):12546-12551.
[9]	Bai X, Sheng Q, Zhang H, et al. High-power all-fiber single-frequency Erbium-Ytterbium co-doped fiber master oscillator power amplifier[J]. Photonics Journal, 2015, 7(6):1-6.
[10]	Moller L. Novel aspects of spectral broadening due to fiber amplifier phase noise[J]. Quantum Electronics, 1998, 34(9):1554-1558.
[11]	Iolanda R, Simona M, Pasquale M, et al. Phase noise analysis of a 10 Watt Yb-doped fibre amplifier seeded by a 1-Hz-linewidth laser[J]. Optics Express, 2013, 21(12):14618-14626.
[12]	Rochat E, Dandliker R, Haroud K, et al. Fiber amplifiers for coherent space communication[J]. Quantum Electronics, 2001, 7(1):64-80.
[13]	Chen W, Sha J, Wang Y, et al. Investigation of temperature influence on output performances of high-power cladding-pumped Er, Yb co-doped fiber laser[C]//SPIE, 2013, 86012:86012A.

[1]	段良友, 刘贞, 沈琪皓, 何幸锴, 周鼎富, 张永科. 单频光纤放大器中泵浦作用的相位噪声 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220332-1-20220332-10. doi: 10.3788/IRLA20220332
[2]	周平, 吴永前, 张蓉竹. 一种可降低Littman-Metcalf光栅外腔半导体激光器衍射损耗的结构设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220206-1-20220206-7. doi: 10.3788/IRLA20220206
[3]	孟祥瑞, 文瀚, 陈浩伟, 孙博, 陆宝乐, 白晋涛. 波长可切换窄线宽单频掺镱光纤激光器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220325-1-20220325-8. doi: 10.3788/IRLA20220325
[4]	周平, 吴永前, 张蓉竹. 准直透镜失调对Littman-Metcalf光栅外腔激光器线宽的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210168-1-20210168-8. doi: 10.3788/IRLA20210168
[5]	张万儒, 粟荣涛, 李灿, 张嵩, 姜曼, 马鹏飞, 马阎星, 吴坚, 周朴. 窄线宽光纤激光振荡器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210879-1-20210879-26. doi: 10.3788/IRLA20210879
[6]	侯玉斌, 卢向文, 张倩, 王璞. 应用于下一代引力波探测器的超低噪声2 μm高功率单频光纤激光器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220400-1-20220400-7. doi: 10.3788/IRLA20220400
[7]	张奕, 侯玉斌, 张倩, 王璞. 基于四波混频效应的1.5 μm多波长单频光纤激光器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220401-1-20220401-7. doi: 10.3788/IRLA20220401
[8]	段叶珍, 杨昌盛, 李佳龙, 蒋葵, 赵齐来, 冯洲明, 徐善辉. 可调谐单频光纤激光器的研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220119-1-20220119-10. doi: 10.3788/IRLA20220119
[9]	李灿, 周朴, 马鹏飞, 姜曼, 陶悦, 刘流. 单频光纤激光技术的研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220237-1-20220237-14. doi: 10.3788/IRLA20220237
[10]	王丽莎, 孙松松, 闫炜, 瞿娇娇, 王勇. L波段可切换双波长高能量脉冲光纤激光器 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200370-1-20200370-5. doi: 10.3788/IRLA20200370
[11]	颜凡江, 杨策, 陈檬, 桑思晗, 李梦龙, 蒙裴贝. 高重频高峰值功率窄线宽激光放大器 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206002-0206002(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0206002
[12]	石锐, 丁欣, 刘简, 姜鹏波, 孙冰, 白云涛, 王靖博, 赵蕾, 张贵忠, 姚建铨. 1 mJ窄线宽掺镱脉冲光纤放大器 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 50-55. doi: 10.3788/IRLA201948.S105001
[13]	冯力天, 赵培娥, 史晓丁, 靳国华, 杨泽后, 周鼎富, 侯天晋. 光源线宽对相干激光测风雷达探测性能的影响分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 406005-0406005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0406005
[14]	刘杨, 尚盈, 王晨, 黄胜, 曹冰, 赵文安, 李常, 祁海峰, 倪家升. 放大器自发辐射噪声对分布式声波监测系统的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 82-85. doi: 10.3788/IRLA201746.S122005
[15]	张利明, 鄢楚平, 冯进军, 张昆, 张浩彬, 朱辰, 张大勇, 赵鸿, 陈念江, 李尧, 郝金坪, 王雄飞, 何晓彤, 周寿桓. 180 W单频全光纤激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105001-1105001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1105001
[16]	史伟, 房强, 李锦辉, 付士杰, 李鑫, 盛泉, 姚建铨. 激光雷达用高性能光纤激光器 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 802001-0802001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0802001
[17]	余兆安, 姚志宏, 梁圣法, 张锦川, 吕铁良. 基于频率补偿的窄脉冲量子级联激光器快速驱动技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206002-0206002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0206002
[18]	史伟, 付士杰, 房强, 盛泉, 张海伟, 白晓磊, 史冠男, 李锦辉, 姚建铨. 基于稀土掺杂石英光纤的单频光纤激光器 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1003001-1003001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1003001
[19]	戚刚, 熊水东, 梁迅, 林惠祖. 用于微弱信号放大的高性能窄线宽纳秒脉冲光纤放大器 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3234-3237.
[20]	袁其平, 吴丽娜, 童峥嵘, 曹晔, 张卫华. 基于单边带调制的前馈技术压缩半导体激光器线宽 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1699-1703.

点击查看大图

计量

文章访问数: 365
HTML全文浏览量: 57
PDF下载量: 42
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

单频EYDFA中种子光功率和增益光纤温度对输出线宽的影响

doi: 10.3788/IRLA201847.1005004

作者简介:
白晓磊(1986-),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:baixiaolei@tju.edu.cn

Influence of seed power and gain fiber temperature on output linewidth in single-frequency EYDFA

计量

单频EYDFA中种子光功率和增益光纤温度对输出线宽的影响

doi: 10.3788/IRLA201847.1005004

1. 天津大学精密仪器与光电子工程学院,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

作者简介:
白晓磊(1986-),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:baixiaolei@tju.edu.cn

English Abstract

Influence of seed power and gain fiber temperature on output linewidth in single-frequency EYDFA

1. College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;

2. Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology(Ministry of Education),Tianjin University,Tianjin 300072,China

全文HTML

目录

留言板

单频EYDFA中种子光功率和增益光纤温度对输出线宽的影响

doi: 10.3788/IRLA201847.1005004

作者简介: 白晓磊(1986-),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:baixiaolei@tju.edu.cn

Influence of seed power and gain fiber temperature on output linewidth in single-frequency EYDFA

计量

出版历程

单频EYDFA中种子光功率和增益光纤温度对输出线宽的影响

doi: 10.3788/IRLA201847.1005004

1. 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,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

作者简介: 白晓磊(1986-),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:baixiaolei@tju.edu.cn

English Abstract

Influence of seed power and gain fiber temperature on output linewidth in single-frequency EYDFA

1. College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China; 2. Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology(Ministry of Education),Tianjin University,Tianjin 300072,China

全文HTML

目录

作者简介:
白晓磊(1986-),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:baixiaolei@tju.edu.cn

1. 天津大学精密仪器与光电子工程学院,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

作者简介:
白晓磊(1986-),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:baixiaolei@tju.edu.cn

1. College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;

2. Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology(Ministry of Education),Tianjin University,Tianjin 300072,China