Influences of pump transitions on thermal effects of multi-kilowatt thulium-doped fiber lasers
热效应是制约高功率掺铥光纤激光器发展的关键因素。在本文中，我们数值研究了在不同的泵浦跃迁的时间延迟线光纤的激光和热特性。我们的研究结果表明，广泛使用的泵浦跃迁$^3H_6\rightarrow^3H_4$，利用高功率高效率的激光二极管在$\sim$ 0.8 $μ$ m的优势，可能不是一个更好的选择，直接输出数千瓦的2 $μ$ m，因为严重的热问题。同时，利用其他泵浦跃迁产生的2- $μ$ m辐射，特别是带内泵浦跃迁$^3H_6\rightarrow^3F_4$，将在很大程度上减少产生的热量。通过优化增益光纤的功率填充因子，发现在1.9 $μ$ m泵浦下，2- $μ$ m TDFL包层的激光器斜率效率接近其量子效率（95%）。这种诱导的超低量子缺陷对功率缩放具有重要意义。因此，我们提出了在高功率下减少热量的串联泵浦TDFL，并讨论了相关的设计问题。此外，我们还探讨了激光和超荧光工作时热特性的差异，这将有助于加深对高功率掺铥光纤放大器中热效应的理解。
2015-03-25 physics.optics
Quasi-continuous-wave-pumped thulium-doped fiber laser with 0.2 kW of instantaneous output power
该研究实现了准连续波泵浦掺铥光纤激光器，在50Hz重复频率、0.2ms脉冲下瞬时输出功率达198W，通过0.79μm二极管激光器包层泵浦，低占空比简化散热，为高瞬时功率光纤激光应用提供参考。
2024-12-02 physics.optics
A study of cross-relaxation and temporal dynamics of lasing at 2 microns in Thulium doped ceramic
本研究利用三镜折叠腔表征掺铥陶瓷的泵浦吸收与发射动力学，通过速率方程建模准连续波和脉冲泵浦过程，验证交叉弛豫使2微米激光效率接近理论上限。
2025-06-10 physics.optics
Steady photo-darkening of thulium alumino-silicate fibers pumped at $1.07~μm$: Quantitative effect of lanthanum, cerium and thulium
在1.07 μm波段泵浦掺铥石英光纤时，由于吸收中心的快速产生，导致光致衰减（PIA）。这种不利影响阻碍了利用可见光和近红外的激光发射。我们报告的PIA与光纤芯的组合物，特别是浓度的铥（Tm），镧（La）和铈（Ce）离子的表征。结果表明，Tm-Tm能量转移引起的紫外辐射是光暗化的来源，镧和铈是有效的PIA硬化剂。
2016-07-01 physics.optics
Unravelling Saturable Absorption of Thulium-doped Fibres for New Level of Integrated Femtosecond Pulse Generation
超短脉冲激光器的运转关键在于采用显式调制器。传统上，它们很难纳入全光纤设计或涉及复杂腔体的设计。我们利用掺铥光纤作为增益和简单的，高度集成的可饱和吸收器，具有23%的调制深度和高的热损伤阈值。因此，短至350fs的脉冲携带1nJ的能量，重复频率为45MHz的已被证明。激光平均输出功率显示出长期稳定性，约为1%。利用全光纤可饱和吸收体的概念为缩小规模的高度集成的激光器架构提供了技术基础。
2022-02-23 nlin.PS physics.optics
1720nm-1800nm tunable chirped pulse amplification based on thulium-doped fiber
本文提出基于单模掺铥光纤的1720–1800 nm可调谐CPA系统，在22.7 MHz下输出300–500 fs脉冲，功率为126–294 mW，可服务于生物医学成像与中红外产生。
2023-12-11 physics.optics
Improved Light-Matter Interaction for Storage of Quantum States of Light in a Thulium-Doped Crystal Cavity
设计并实现了一种基于掺铥Y-$_3$-Al-$_5$-O $_{12}$（Tm：YAG）晶体的单块谐振腔的793 nm波长光子的原子频率梳量子存储器。近似阻抗匹配导致在500 MHz带宽上吸收大约$90\%$的输入光子和（27.5 $\pm$ 2.7）%的存储器效率。腔增强导致在使用量子存储器协议的Tm掺杂晶体中的先前效率的显著改善。反过来，这使我们第一次能够在这样的存储器中存储和回忆光的量子态。我们的研究结果表明，在量子网络中有效和忠实地存储具有大时间带宽积和多模容量的单光子量子比特方面取得了进展。
2020-01-30 physics.optics quant-ph
Spontaneous laser line sweeping in bi-directional ring thulium fiber laser
首次报道了双向环形掺铥光纤激光器中的自扫描现象。激光器在1.95 μm波长范围内以0.2nm/s的速率进行双向自发扫描，扫描范围为15 nm。激光输出可在两种不同的工作模式之间切换：在时域中产生微秒脉冲的周期性自发激光线扫描;或在时间上进行幅度调制的静态中心波长。
2018-12-07 physics.optics
Gain-controlled Broadband Tuneability in Mode-locked Thulium-doped Fibre Laser through Variable Feedback
提出利用可变反馈调控掺铥光纤增益光谱的方法，实现1873–1962 nm近90 nm超快锁模调谐，并通过数值模型揭示脉冲演化机制。
2021-12-09 physics.optics
0.82 um 105 W diode-pumped thulium-doped all silica fiber laser
本文报道一种 0.82 μm 二极管包层泵浦全石英掺铥光纤激光器，实现百瓦 CW 与高峰值 QCW 输出、宽波长调谐及良好光束质量。
2025-05-14 physics.optics
Mode instability thresholds for Tm-doped fiber amplifiers pumped at 790 nm
我们使用一个详细的受激热瑞利散射的数值模型来计算模式不稳定阈值在Tm $^{3+}$掺杂光纤放大器。光纤使用790 nm泵浦放大2040 nm光。交叉弛豫过程是强的，允许60%的功率效率。预测的不稳定阈值进行比较，在类似的Yb $^{3+}$掺杂的光纤放大器与976 nm的泵浦和1060 nm的信号，并被发现是更高的，即使在Tm掺杂的放大器的热负荷高得多。Tm掺杂光纤中较高的阈值归因于其较长的信号波长，以及部分由于交叉弛豫加热而导致的较强的增益饱和。
2015-11-18 physics.optics
A 7-core erbium doped double-clad fiber amplifier with side-coupled pumping
我们提出了一个七芯掺铒光纤放大器，采用侧面泵浦，使用锥形多模光纤。该放大器具有多芯输入和输出，其可以容易地接合到多芯传输光纤以放大空分复用信号。在覆盖C波段的40 nm带宽上，每个芯都获得了超过25dB的增益。
2013-09-22 physics.optics
On-chip coherent beam combination of waveguide amplifiers on Er$^{3+}$-doped thin film lithium niobate
该研究在Er: TFLN平台上利用电光调制器实现两个波导放大器的片上相干光束合成，获得12.9 mW输出功率，超过此前同类单波导放大器。
2023-08-17 physics.optics
Optical Investigations of Coherence and Relaxation Dynamics of a Thulium-doped Yttrium Gallium Garnet Crystal at sub-Kelvin Temperatures for Optical Quantum Memory
本文在约500 mK下表征Tm:YGG的光学相干与能级寿命，揭示光谱扩散导致的相干衰减，并演示原子频率梳协议的时频复用光存储。
2024-06-12 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Frequency dependence of mode coupling gain in Yb doped fiber amplifiers due to stimulated thermal Rayleigh scattering
利用数值模型研究了阶跃折射率掺Yb光纤放大器中受激热瑞利散射引起的模式耦合增益的频率特性。增益峰值处的频率随纤芯尺寸、掺杂尺寸、布居饱和度、热透镜效应、光纤盘绕、泵浦方向、光暗化和泵浦噪声谱而变化。只要有可能，就将预测的频率与测量值进行比较。
2013-01-18 physics.optics
Heat mitigation of a core/cladding Yb-doped fiber amplifier using anti-Stokes fluorescence cooling
提出了一种芯/包层掺镱光纤放大器结构，该结构依靠反斯托克斯荧光冷却来有效地降低高功率工作时的热。在所提出的设计中，双包层光纤的内包层掺杂有与芯中相同的离子;因此，由背景吸收产生的多余热量被芯和内包层中的反斯托克斯荧光去除。我们考虑石英和ZBLAN玻璃作为芯/包层掺镱光纤放大器的基质材料。该模型结合了信号和泵浦强度的空间分布，以及放大的自发发射。计算了光纤放大器中的总线热密度和温度分布。结果表明，芯/包层掺Yb结构中的反斯托克斯荧光冷却可以有效地降低高功率运行时产生的热量，从而避免了外部冷却系统的需要。
2019-04-17 physics.optics
Erbium-doped lithium niobate waveguide amplifier enhanced by an inverse-designed on-chip reflector
本研究提出一种由逆向设计片上反射器增强的3.6厘米长铒掺杂铌酸锂波导放大器，在消除双向泵浦需求降低系统复杂性的同时，实现了40.5 dB内部净增益，为高密度光子集成系统提供新策略。
2025-04-05 physics.optics
Characterization of Visible Range Gain in Praseodymium Doped Fiber Amplifier
本文通过仿真研究掺镨光纤放大器在可见光波段的增益、功率转换效率及输出功率，并分析波长、泵浦功率和上转换因子对性能的影响。
2024-02-04 physics.optics
Monolithic low-noise erbium-doped thin-film lithium niobate waveguide amplifier with 18 dB fiber to fiber net gain
本文提出一种单片掺铒薄膜铌酸锂波导放大器，在 2 mm×25 mm 尺寸上集成高效边缘耦合器，通过 1480 nm 双向泵浦实现 18 dB 以上光纤到光纤净增益，噪声系数约 5 dB，适用于光通信、计量、光子计算与人工智能等领域。
2025-08-16 physics.optics
Transfer Learning for Transformer-Based Modeling of Nonlinear Pulse Evolution in Er-Doped Fiber Amplifiers
Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）
本文提出基于Transformer的神经网络模型，通过合成数据预训练与少量实验数据微调的两阶段迁移学习策略，解决了掺铒光纤放大器中非线性脉冲演化建模的数据稀缺问题，并精确再现了调制不稳定性和高阶孤子传播等复杂光谱结构。
2025-11-06 physics.optics
Ghost spectroscopy with classical correlated amplified spontaneous emission photons emitted by an erbium-doped fiber amplifier
本文研究了掺铒光纤放大器（EDFA）在1530 nm附近发射的经典宽带放大自发发射（ASE）光子的波长-波长相关特性。然后，我们应用这些经典的相关光子在一个真实世界的鬼光谱实验的框架内，在1533 nm的波长乙炔（C2 H2）再现的C-H伸缩和旋转带的特征吸收功能。该原理验证实验证实了ASE源概念的推广，为经典鬼光谱提供了有吸引力的光源。预计这将使进一步传播鬼模态计划，利用经典的相关光子在化学，物理和工程应用。
2018-09-11 physics.optics
Revisiting literature observations on photodarkening in Yb3+doped fiber considering the possible presence of Tm impurities
已知掺镱（Yb）光纤激光器受到激光发射期间色心产生的影响（所谓的光暗化（PD））。在先前的工作中，从光谱的角度研究了这种缺陷的产生，显示了Yb掺杂光纤中痕量（ppb）的铥（Tm）的存在。结果表明，Tm具有强烈的影响，在PD中涉及的缺陷创建过程。在本文中，我们比较了文献中的结果与我们的Tm假设，没有发现任何矛盾。此外，这一假设可以解释文献中的差异。
2013-06-17 physics.optics
Noise Pulsing of Narrow-Band ASE from Erbium-Doped Fiber Amplifier
在本文中，我们报告的噪声特性的偏振和非偏振放大自发发射（ASE）的窄光带宽，从传统的低掺杂铒光纤注册的实验研究。我们证明了ASE噪声可以看作是具有随机幅度、宽度和脉冲间隔的类高斯脉冲的训练。分析了这三个噪声脉冲参数的统计特性。研究了ASE噪声对通信光纤中自相位调制产生的光谱展宽的影响，指出展宽整形的背后是ASE噪声的影响。
2018-10-22 physics.optics
Integrated cladding-pumped multi-core, few-mode erbium-doped fibre amplifier for space-division multiplexed communications
空分复用（SDM），其中多模式和多芯光纤中的多个空间信道用于增加每根光纤的总传输容量，正在研究以避免数据容量紧缩并降低每传输比特的成本。随着SDM传输实验中采用的信道数量持续增加，需要可扩展的集成SDM组件。在这里，我们展示了包层泵浦SDM掺铒光纤放大器（EDFA），由六个非耦合多模掺铒光纤芯。每个纤芯支持三种空间模式，这使得EDFA能够用单个泵浦二极管同时放大总共18个空间通道，其复杂性类似于单模EDFA。该放大器在C波段上提供每核超过20 dBm的总输出功率和低于7 dB的噪声系数。这种包层泵浦的掺铒光纤放大器能够在多个多模光纤跨度上实现空分和波分复用的组合传输。
2017-03-19 physics.optics
An erbium-doped waveguide amplifier on thin film lithium niobate with an output power exceeding 100 mW
本文报道了一种输出功率达113 mW、增益16 dB的薄膜铌酸锂掺铒波导放大器，采用大模场面积波导与锥形连接实现单模传播，显著提升放大功率，助力片上高功率激光与放大系统。
2024-05-26 physics.optics
Realization and characterization of a low intensity noise ultrafast Yb-doped fiber amplifier
我们报告的设计和整体表征的低噪声和负担得起的成本掺Yb双包层光纤放大器在室温下工作在近红外光谱区的脉冲重复频率为160 MHz。两个不同的实验配置进行了讨论。在第一种方案中，采用了具有71 fs的变换限制脉冲宽度、在1040 nm附近的20 nm宽的光谱和20 mW平均功率的宽带种子辐射。在第二种配置中，种子辐射由具有长达170 ps的持续时间的拉伸脉冲构成，具有以1029 nm为中心的5 nm窄脉冲光谱和2 mW平均输入功率。在这两种情况下，我们得到了放大输出功率超过2 W的变换限制脉冲序列。此外，相对强度噪声测量表明，没有显着的噪声退化发生在放大过程中。
2021-05-14 physics.optics
Terabit-class coherent communications enabled by an integrated photonics erbium doped amplifier
该研究利用基于超低损耗氮化硅波导的集成掺铒放大器作为16路WDM信号的提升放大器，实现81公里、25.6 Tb/s净容量的相干传输。
2025-01-09 physics.optics
Gain-switched laser diode seeded Yb-doped fiber amplifier delivering 11-ps pulses at repetition rates up to 40-MHz
在这里，我们演示了全光纤直接放大11皮秒脉冲从增益开关激光二极管在1063 nm。二极管以40 MHz的重复频率驱动，并提供13 $μ$ W的光纤耦合平均输出功率。对于0.33pJ的低输出脉冲能量，我们设计了一种基于单包层掺Yb光纤的多级纤芯泵浦泵浦光放大器，以尽可能减小不需要的放大自发发射的贡献，并减小时间和光谱展宽。经过优化后，我们使用光纤耦合脉冲拾取器将40MHz的重复频率降低到1MHz。最后的放大是用包层泵浦的大模场面积掺Yb光纤和随后的棒型掺Yb光纤完成的。在此基础上，获得了72dB的放大倍数，输出脉冲能量为5.7 $μ$ J，脉宽为11ps，峰值功率> 0.6MW。
2014-12-11 physics.optics
Modeling Light Propagation and Amplification Efficiency in Highly Multimode, Yb-doped Fiber Amplifiers
Adelaide University（阿德莱德大学）；Yale University（耶鲁大学）；OzGrav - Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Adelaide Node（OzGrav-澳大利亚研究委员会引力波发现卓越中心，阿德莱德节点）；Future Industries Institute（未来产业研究所）
本文提出了一种用于高多模掺铒光纤放大器的数值模型，研究光传播和放大效率，分析了不同模式的生长速率及ASE抑制现象。
2026-03-12 physics.optics
On-chip erbium-doped lithium niobate waveguide amplifiers
绝缘体上叠层锂（LNOI）作为一种新兴的、有前途的光集成平台，面临着片上有源器件（包括激光器和放大器）的不足。本文报道了基于电子束光刻和电感耦合等离子体反应离子刻蚀的片上掺铒低噪声光波导放大器的制作。在974 nm连续激光泵浦下，在通信波段获得了约30 dB/cm的净内增益。该工作为开发新型的低噪声光学有源器件提供了理论基础，将对低噪声光学集成光子学的发展起到积极的推动作用。
2021-03-29 physics.app-ph physics.optics
Efficient erbium-doped thin-film lithium niobate waveguide amplifiers
绝缘体上的锂氧化物（LNOI）是一种新兴的光子平台，在未来的光通信、非线性光学和微波光子学中具有巨大的应用前景。然而，在LNOI平台中仍然缺少一个重要的集成光子构建块，即有源波导放大器。在这里，我们报告了一种高效，紧凑的波导放大器的基础上掺铒LNOI波导，实现了一系列的掺铒晶体生长，离子切片和光刻波导制造。使用一个紧凑的5毫米长的波导，我们证明了片上的净增益> 5 dB的1530 nm的信号光与一个相对较低的泵浦功率为21 mW的980 nm。这种高效率的LNOI波导放大器将成为未来锂氧化物光子集成电路的重要基础元件。
2021-01-18 physics.app-ph physics.optics
Integrated spiral waveguide amplifiers on erbium-doped thin-film lithium niobate
集成光放大器和光源在光子集成电路中具有重要意义，引起了人们的广泛研究兴趣。在材料中掺杂稀土离子作为实现高效光放大器和激光器的一种解决方案，已经得到了大量的研究。本文研究了掺铒锂氧化物绝缘体（LNOI）。在这里，通过CMOS兼容技术在1摩尔%掺铒LNOI上制造了螺旋波导放大器。我们证明了在1530 nm处的最大内部净增益为8.3 dB，表明在具有5.3 mm长度和$ \sim $ 0.06 mm $ ^{2} $覆盖区的紧凑螺旋波导的情况下每单位长度的净增益为15.6 dB/cm。掺铒锂酸盐螺旋波导放大器的研究将为锂酸盐平台的功率集成电路，特别是在锂酸盐薄膜上实现有源和无源器件的高效集成奠定基础，这将充分利用其优异的光声、电光、压电等物理特性。
2021-05-01 physics.app-ph physics.optics
Quantum-limited measurements of intensity noise levels in Yb-doped fiber amplifiers
我们研究了掺Yb光纤放大器的频率分辨强度噪声谱，直到量子噪声的基本极限。我们专注于kHz和低MHz的频率制度，特别感兴趣的是在1和10 kHz之间的区域。强度噪声水平高达>60 dB以上的散粒噪声的限制，发现了巨大的优化潜力。此外，对两种不同噪声特性的种子激光器进行了放大实验，结果表明，种子源对高功率光纤放大器的噪声特性有显著影响，在设计高功率光纤放大器时应予以考虑。
2019-08-02 physics.optics quant-ph
Erbium-doped lithium niobate thin film waveguide amplifier with 16 dB internal net gain
绝缘体上掺铒的锂氧化物（Er：LNOI）已经引起了极大的兴趣，因为它提供增益并且使得能够在绝缘体上掺铒的锂氧化物（LNOI）平台上实现集成放大器和激光器。我们展示了一个高效的波导放大器的Er：LNOI。在1531.6 nm波长下，该放大器的信号增强能力为27.94 dB，内部净增益为16.0 dB（6.20 dB/cm），饱和功率为-8.84 dBm，功率转换效率为4.59 dB/mW，噪声系数为4.49 dB。此外，还对泵浦波长、泵浦方式、输出功率和噪声系数等进行了深入的研究，为这种新型的波导放大器提供了全面的了解。这一工作将有助于开发一个强大的增益平台，并为在LNOI平台上实现完全集成的光子系统铺平道路。
2021-08-20 physics.app-ph physics.optics
Measuring absolute spectral radiance using an Erbium Doped Fibre Amplifier
本文描述了一种不需要参考物而以绝对方式测量光源光谱辐射亮度的方法。在这里，我们给出了必要的细节，以允许该设备从标准光纤组件复制。该器件适用于电信波长的光纤应用以及1nW至1uW光级的功率计和光谱仪校准。
2012-10-22 physics.optics quant-ph
On-chip integrated Yb3+-doped waveguide amplifiers on thin film lithium niobate
本文报道了用光刻辅助化学机械腐蚀法在锂酸盐薄膜上制备掺Yb ~（3+）光波导放大器（YDWA）及其光学特性。所制备的掺Yb 3+的LiNbO 3光波导在1030 nm和1060 nm处的传输损耗分别为0.13 dB/cm和0.1 dB/cm。在976 nm激光二极管泵浦的4.0cm长波导上，测得1030 nm和1060 nm处的内净增益分别为5dB和8dB，表明1030 nm和1060 nm处的单位长度增益分别为1.25dB/cm和2dB/cm。这种集成化的掺Yb 3+锂光波导放大器将有助于开发一个强大的增益平台，并有望为薄膜锂基光子芯片的高密度集成做出贡献。
2022-02-23 physics.app-ph physics.optics
Wideband saturable absorption in few-layer molybdenum diselenide (MoSe2) for Q-switching Yb-, Er- and Tm-doped fiber lasers
我们制作了一个独立的二硒化钼（MoSe 2）饱和吸收剂嵌入到聚合物薄膜的液相剥离的几层MoSe 2薄片。MoSe 2-聚合物复合材料用于基于镱（Yb）、铒（Er）和铥（Tm）增益光纤的Q开关光纤激光器，分别在1060 nm、1566 nm和1924 nm处产生具有千赫兹重复率的微秒持续时间脉冲序列。这样的工作波长对应于MoSe 2中的子带隙可饱和吸收，这在边缘状态的上下文中解释，建立在对其他半导体过渡金属二硫属化物（TMD）基可饱和吸收体的研究的基础上。我们的工作为不断增长的具有显著光学特性的TMD目录增加了几层MoSe 2，这为光子器件提供了新的机会。
2015-06-12 physics.optics
On the Effect of Low Temperatures on the Maximum Output Power of a Coherent Erbium Doped Fiber Amplifier
采用数值模拟的方法研究了低温对高功率单频光纤激光放大器性能的影响。冷却光纤可以允许利用石英玻璃中的声波的更高阻尼和更高的激光效率。本文首次报道了石英光纤中受激布里渊散射（SBS）阈值随温度变化的测量结果。然后，我们介绍了在室温和液氮温度下的掺铒铝磷硅酸盐光纤的小信号吸收和增益谱的测量。基于这些数据，我们得出了一个数值研究的SBS阈值和放大器的效率上的冷却的综合影响，并得出结论，这种技术的SBS限制高功率掺铒光纤放大器（EDFA）的兴趣。还讨论了泵浦激光器在纤芯中引起的温度升高。
2018-11-23 physics.app-ph physics.optics
A high-gain cladded waveguide amplifier on erbium doped thin-film lithium niobate fabricated using photolithography assisted chemo-mechanical etching
掺铒集成波导放大器和激光器在功耗、占用空间、稳定性和可扩展性方面优于体材料中的对应物，支撑着光波通信和大规模传感。受到高度限制的模式和适度的传播损耗，增益和功率缩放在这样的集成微纳米器件证明是更具挑战性的相比，他们的散装同行。在高增益/高功率双包层光纤的成功应用的激励下，采用光刻辅助化学机械腐蚀（PLACE）技术，在绝缘体上薄膜掺铒锂（LN）基片上制作了Ta 2 O 5包层的LN波导放大器。在~980 nm半导体激光泵浦下，10 cm长的LNOI放大器在1532 nm信号波长处获得了大于20 dB的小信号内部净增益。实验结果表明，与空气包层放大器相比，Ta_2O_5包层放大器具有更高的光增益，这一点可以通过LNOI放大器的理论模型（包括导模结构和铒离子的稳态响应）得到进一步解释。
2021-11-10 physics.app-ph physics.optics
A photonic integrated circuit based erbium-doped amplifier
掺铒光纤放大器彻底改变了长距离光通信和激光技术。铒离子同样可以为光子集成电路中的有效光放大提供基础。然而，由于输出功率不足，这种方法迄今为止仍然不切实际。在这里，我们展示了一种基于光子集成电路的铒放大器，其输出功率达到145 mW，小信号增益超过30 dB，与商用光纤放大器不相上下，超越了最先进的III-V族异质集成半导体放大器。我们实现了这一点，最近出现的超低损耗Si 3 N4光子集成电路与米尺度长度的波导应用离子注入。我们利用该设备增加100倍的输出功率的孤子微梳，所需的低噪声光子微波产生或作为波分复用光通信的源。赋予Si 3 N4光子集成电路以增益使得能够实现各种基于光纤的器件的小型化，例如高脉冲能量飞秒锁模激光器。
2022-04-12 physics.app-ph physics.optics
Spatial beam self-cleaning in tapered Yb-doped GRIN multimode fiber with decelerating nonlinearity
我们实验证明了空间光束自清洁在掺镱渐变折射率多模光纤锥，无论是在被动和主动配置。注入1064 nm的输入激光束，用于从锥体的小芯侧传播到大芯侧，其中激光二极管以反向配置泵浦。克尔效应允许在没有伴随频率转换的情况下获得高光束质量放大。因此，我们的非线性锥形放大器可以为多模光纤激光器和放大器提供重要的构建模块。
2019-12-31 physics.optics
Low noise all-fiber amplification of a coherent supercontinuum at 2 μm and its limits imposed by polarization noise
本文报道了一个全正常色散超连续光脉冲在钍/钬共掺啁啾全光纤脉冲放大系统中的放大。该系统在1800-2100 nm范围内具有超过300 nm的-20 dB带宽，可直接从输出光纤输出峰值功率超过70 kW的高质量66 fs脉冲。掺杂光纤整个发射带宽的相干播种和硅酸盐玻璃全正常色散光子晶体光纤中超连续谱产生动力学的稳定性导致放大的超短脉冲的优良噪声特性。
2019-10-29 physics.optics
Increased mode instability thresholds of fiber amplifiers by gain saturation
我们通过数值模拟表明，在大模场面积光纤放大器中，相对于激光增益，粒子数反转的饱和降低了受激热瑞利增益。我们将展示如何利用这种效应提高模式不稳定性阈值的一个重要因素。我们还表明，当受激布里渊散射的抑制和人口饱和效应都考虑在内，反向泵浦放大器具有较高的模式不稳定性阈值比共泵浦放大器的完全Yb $^{3+}$掺杂的核心，和限制掺杂可以进一步提高阈值。
2013-04-03 physics.optics
Tm-doped fiber laser mode-locked by graphene-polymer composite
利用石墨烯可饱和吸收体实现了1.94μm掺铥光纤激光器的锁模。在6.46MHz频率下，激光输出为3.6ps，能量约为0.4nJ，振幅起伏约为0.5%。这是一种简单、低成本、稳定和方便的激光振荡器，适用于需要人眼安全和低光子能量光源的应用，如传感和生物医学诊断
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High efficiency holmium-doped triple-clad fiber laser at 2120 nm
我们研制了一种新型的掺钬三包层光纤（Ho-3CF），通过减小包层直径来提高泵浦光与掺杂芯的重叠度，并通过改变掺钬浓度来减小离子团簇对激光效率的影响。我们在这里说明了这种光纤的激光振荡器配置的性能。通过光纤布拉格光栅将激光发射集中在2.12 $μ$ m处，并且通过1.94 $μ$ m掺铥光纤激光器在包层中泵浦有源光纤。对于准单空间模式（M $^2$ =1.2）上传送的62 W的最大信号功率，相对于吸收功率的斜率效率达到73%（考虑耦合功率为60%）。据我们所知，该斜率效率对于在高于2.1 $μ$ m的波长下发射的高功率包层泵浦光纤激光器是最高的。我们还从实验上分析了Ho-3CF输入端的泵浦数值孔径（NA）对激光效率的影响。最后，我们用数值模拟来讨论泵浦波长的最佳选择。
2022-08-15 physics.optics
On-chip integrated waveguide amplifiers on Erbium-doped thin film lithium niobate on insulator
利用光刻辅助化学机械刻蚀（PLACE）技术在掺铒薄膜锂氧化物（TFLNOI）上制作了集成光波导，实现了片上光放大。对于3.6 cm的波导长度，在1530 nm的峰值发射波长处测得小信号增益区的最大内部净增益为18 dB，表明每单位长度的差分增益为5 dB/cm。这项工作为在TFLNOI平台上单片集成各种有源和无源光子器件铺平了道路。
2021-01-04 physics.app-ph physics.optics
Design and fabrication of an intrinsically gain flattened Erbium doped fiber amplifier
报道了一种基于高度非对称同心双芯光纤的本征增益平坦掺铒光纤放大器（EDFA）的设计和制作。两个纤芯之间的相位谐振光学耦合通过其折射率分布参数的优化来定制，使得C波段内的较长波长与较短波长相比经历相对较高的放大，从而减小较短波长区域与较长波长区域之间的增益中的公知倾斜的差异。制作的掺铒光纤放大器表现出中值增益？28 dB（增益偏移低于$\pm$ 2.2 dB的C波段内）时，16个同时标准信号通道，通过保持每个通道的I/P水平在？20 dBm/通道。这样的EDFA对于在经济性是溢价的城域网中的部署应该是有吸引力的，因为它将降低增益平坦滤波器头的成本。
2009-11-20 cond-mat.other physics.optics
Multi-stage ytterbium fiber-amplifier seeded by a gain-switched laser diode
我们演示了增益开关激光二极管在1064 nm的11 ps脉冲的全光纤放大。二极管以40 MHz的重复频率驱动，并提供13 $μ$ W的光纤耦合平均输出功率。对于325 fJ的低输出脉冲能量，我们设计了一个多级芯抽运前置放大器，以保持不希望的放大自发发射的贡献尽可能低。通过使用一种新的时域方法来确定信号与噪声的功率谱密度比（PSD），我们确定了我们的前置放大器的最佳工作点。在前置放大器之后，我们使用光纤耦合脉冲拾取器将40 MHz重复率降低到1 MHz。最后的放大是用包层泵浦的大模场面积掺Yb光纤和随后的棒型掺Yb光纤完成的。通过我们的设置，我们达到了73 dB的总增益，导致脉冲能量>5.6 $μ$ J，峰值功率>0.5 MW。在末级放大级的输出端，我们确定信号与噪声的平均PSD比为18/1。
2014-12-11 physics.optics
2 $μ$m Watt-level Fiber Amplifiers, Lasers, and ASE Sources Pumped by Broadband ASE Pumps
本研究提出采用宽带ASE光源替代传统激光泵浦的方案，设计并验证了2 μm波段瓦级光纤放大器、激光器及超宽带ASE光源，性能与传统方案相当，具备简单通用的优势。
2024-04-17 eess.SP physics.optics
High Power, Tunable, Continuous-Wave Fiber Lasers in the L-band using Cascaded Raman Amplifiers
我们展示了一个高功率，全光纤，可调谐激光源，可以工作在L波段区域。利用新近提出的高效率6阶级联拉曼放大器对低功率可调谐输入激光进行放大。所提出的系统是可扩展的，并克服了限制的铒和铒镱共掺光纤激光器的功率缩放。一个可调谐的铒镱共掺光纤环形激光器产生约0.5W的功率和可调谐的1560-1590 nm波长范围内被用作种子源。使用6阶级联拉曼放大将来自种子激光器的输出放大到~24 W。工作在1117 nm的高功率Yb激光器被用作驱动拉曼转换的泵浦激光器。所演示的激光器在人眼安全、大气透明区域的工作波长使高功率自由空间应用成为可能。此外，该光源还可以用于其他有趣的应用，例如使用传统石英光纤产生高功率超连续谱。
2018-06-30 physics.optics
In-Situ Grown Erbium-Doped Dielectric Nanoparticles in Silica-Based Transparent Optical Fibers
提出了一种制备含原位生长掺铒氧化物纳米颗粒的透明玻璃陶瓷光纤的有效方法。拉制光纤的表征显示出低损耗（0.4 dB/m）和加宽的Er 3+发射光谱。这种有吸引力的方法为光纤放大器提供了新的范围。
2011-01-25 physics.optics
Efficient extraction of high pulse energy from partly quenched highly Er3+-doped fiber amplifiers
我们证明了有效的脉冲能量提取从部分淬火掺铒硅铝酸盐光纤放大器。它具有较高的铒浓度，这使得短设备的非线性失真减少，但这也会导致部分猝灭，从而导致显着的不饱和吸收，即使光纤仍然能够放大。虽然淬火降低了平均功率效率，脉冲能量仍然很高，我们的研究结果表明，短脉冲越来越有前途的结果。此外，与未淬灭的光纤不同，转换效率在低重复率下提高，这归因于在较高脉冲能量下淬灭离子的相对能量损失较小。短包层泵浦部分猝灭掺铒光纤（2.6 m）在1530 nm波长处的峰值吸收为95 dB/m，饱和能量为85 μJ，当注入0.2 μs，23 μJ脉冲时，输出能量达到0.8 mJ。因此，根据我们的研究结果，脉冲可以放大到高能量的短高掺铒光纤设计，以减少非线性失真，在平均功率效率为代价
2020-02-11 physics.app-ph physics.optics
2.1 um CW Raman Laser in GeO2 Fiber
报道了用22W掺铥光纤激光器泵浦的高浓度GeO2光纤拉曼激光器中第一阶斯托克斯光的产生效率为33%。在2.105 μ m处的输出功率为4.6 W。
2007-06-21 physics.optics
High power, continuous-wave, single frequency fiber amplifier at 1091 nm and frequency doubling to 545.5 nm
我们提出了一个高功率单频镱光纤放大器系统，在1091 nm的输出功率为30 W。放大器系统由两级组成，一级是放大的自发发射被有效抑制（>40 dB）的放大级，另一级是效率为52%的高功率放大器。比较了两种不同的倍频方法。我们实现了8.6 W在545.5 nm的单通倍频MgO掺杂的周期性极化的化学计量LiTaO3和高达19.3 W在545.5 nm的倍频与三硼酸锂（LBO）晶体在外部增强腔。
2012-06-22 physics.optics
