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(1.北京交通大学 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 光波技术研究所,北京 100044)

高功率超连续光谱的光纤产生技术

贾彩萍1,2,王春灿1,2*

(1.北京交通大学 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 光波技术研究所,北京 100044)

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摘要:(1.北京交通大学 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 光波技术研究所,北京 100044)

关键词:(1.北京交通大学 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 光波技术研究所,北京 100044)

中图分类号:TN249 文献标志码:文章编号:1002-5561(2020)10-0042-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.10.011

0 引言
       光脉冲通过非线性介质时频谱较窄的信号光在光纤色散及各种非线性效应的综合作用下,使输出光波频谱获得极大展宽,从而形成超连续光谱(SC)。光纤输出的SC因为具有光束质量高、散热性能好、易于维护和结构紧凑等优势,在光学相干层析[1]、光谱学[2]和生物医学[3]等诸多领域具有重要的研究价值,同时不同应用领域的发展也对SC的输出功率和光谱覆盖范围提出了更高的要求[4-5]。因此,进一步提升SC的输出功率具有重要意义。从研究现状看,高功率SC光纤光源的平均功率已经可以达到瓦量级。目前,高功率SC的产生方法[6]从光纤类型区分主要分为两大类:无源光纤法和有源光纤法。本文主要对这2种方法进行介绍和总结。

3 结束语
      本文主要介绍了基于无源和有源光纤2种产生高功率SC的方案。无源光纤法主要包括基于脉冲波和CW 2种泵浦光源耦合到非线性光纤产生SC的技术。实验结果表明:CW泵浦比脉冲光泵浦产生SC的平均功率更高,系统搭建相对简单,存在问题在于较长的光纤长度会导致光纤损耗增加,并且需要较高的泵浦功率以增加输出带宽[10]。脉冲波泵浦产生SC的方案中,泵浦光到SC的转换效率较高, 可以通过改变脉冲宽度和脉冲峰值功率等参数控制SC的输出特性,因此与CW泵浦方案相比更容易控制输出光谱参数。但是,脉冲光纤激光源输出平均功率的提升受光纤放大器中非线性效应和光纤损伤阈值的限制[5]。另外,有源光纤法是通过设计高非线性有源光纤,使增益放大和非线性效应同时作用于有源光纤中的传输脉冲,使输出脉冲获得频谱展宽的同时功率也得到提升,但产生的SC在一定程度上受有源光纤增益带宽的限制作用[19,23]。本文综合比较各项技术的优势与存在问题,希望通过合理设计光纤结构,借助有源光纤的增益与非线性效应相结合的优势,克服增益带宽对输出脉冲频谱展宽的限制作用。