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高速数字光纤放大器掺镨光纤的关键技术
阅读：2357 发布时间：2018/9/3
高速数字光纤放大器掺镨光纤的关键技术
高速数字光纤放大器BFX系列实现PDFA的主要困难是受激辐射跃迁中能级1G4-3F5的量子效率很低，因而如果要实现较高的增益，则需要很高的泵浦功率。实现能工程化应用的PDFA的技术关键有四个：优化的掺镨光纤、掺镨光纤与普通光纤的连接技术、高功率高可靠性的小型化的泵浦源、优化的PDFA的结构。
1．掺镨光纤的优化
掺镨光纤的优化主要是减少激发态的Pr3+由1G4-3F4的多声子迟豫跃迁，以提高量子效率。
2．掺镨光纤与普通光纤的连接技术
由于掺镨光纤的数值孔径很大，芯径较细；而普通的光耦合器与光隔离器用的单模光纤的数值孔径很小，芯径较粗，而且两种光纤的成分不同，因而其直接熔接时损耗很大。而采用特殊的连接技术和熔接技术，可以将PDF与普通光纤的连接损耗降低到0.3dB左右。
3．高功率、高可靠性的泵浦源
能进行工程化应用的掺镨光纤放大器的关键的技术之一就是高功率、高可靠性、紧凑型的泵浦源。相应实验表明，峰值泵浦波长在1017nm附近，但整个-3dB增益的泵浦带宽很宽，达到从988nm到1033nm整个45nm的泵浦范围。
由于泵浦波长范围很宽，意味着工作在*波长附近的1017nm普通半导体激光器、MOPA半导体激光器、1047nm的Nd：YLF固体激光器、1029nm的Yb：YAG固体激光器、和1010nm至1030nm的掺钇光纤激光器都可以用于PDFA的泵源。
4．PDFA光路结构
在相同的其它条件下，PDFA的光路结构对其性能有很大的影响。如采用双向泵浦可以将增益系数从前向泵浦的0.21dB/mW提高到0.24dB/mW。因而对光路结构进行优化设计，则可以获得更好的性能。