光纤放大器的教程包含以下十个部分: phXVuQ
1、光纤中的稀土离子 #-'}r}1ZT
2、增益和泵浦吸收 MP}H
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3、稳态的自洽解 sxThz7#i)
4、放大的自发发射 .yTk/x?
5、正向和反向泵浦 Od&M^;BQ
6、用于大功率操作的双包层光纤 mApn(&
7、纳秒脉冲光纤放大器 2zFdKs,
8、超短脉冲光纤放大器 ]nX.zE|F
9、光纤放大器噪声 R8'yQ#FVy
10、多级光纤放大器 k 5 "3*
接下来是Paschotta 博士关于光纤放大器教程的第10部分: v9inBBC q
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第十部分:多级光纤放大器 _9z/>e
在本教程的前面部分已经提到过,例如在纳秒脉冲和超短脉冲放大器中,可以使用多级放大器,即包含多个有源光纤的放大器设置。 C9=f=sGL
本质上,使用多级放大器有两种不同的原因: !FSraW2
• 人们可能希望在设置中使用不同种类的有源光纤——例如,一种用于前置放大器的有效模式面积较小的光纤,另一种用于最终放大器级的双包层大模式面积光纤。 !5B9:p~-
• 在许多情况下,需要在两级之间插入光学元件,例如泵浦耦合器、滤光片和开关。 2M&4]d
在下文中,我们将更详细地了解多级光纤放大器的各个重要方面。 x *qef_Hu
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需要不同的模式区域 M%B[>pONb7
光纤放大器系统通常提供几十分贝的非常高的增益。这意味着有源光纤的不同部分会看到非常不同的光功率或脉冲能量。 *0c
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最后一级(功率放大器级)需要大模式区域有几个原因: E<\\ 'VF
• 对于太低的模态区域,非线性效应会过大。 }qKeX4\-
• 当使用双包层光纤获得高平均功率时,大模面积会降低包层/纤芯面积比,从而提高泵浦吸收,因此可以使用更短的光纤长度;这进一步减少了非线性效应。 Xx'>5d>
• 此外,可以避免或减少高能脉冲引起的过度增益饱和(以及由此产生的脉冲形状失真)的问题。最后,如果需要在光纤中存储高能量,还可以避免因增益过大(例如,强放大的自发发射,参见第 4 部分)而导致的问题。 L//sJe
另一方面,对于低功率前置放大器来说,较小的模式区域仍然是可取的: 9d{W/t?NH
• 我们希望具有高增益效率,以便在使用小泵浦功率的同时获得高放大器增益。 ;~1r{kXxA"
• 在低平均功率状态下,功率转换效率更高。 ^mJvB[ u|
• 我们可以使用具有稳健导向的严格单模光纤,允许紧密盘绕以实现紧凑的设置,同时保持光束形状稳定。 8W$="s2
• 上述较高模式区域的原因不适用于低功率前置放大器:不存在(或至少较小)非线性、增益饱和或 ASE 问题。 '|d (<.[
• 通常,功率放大器级具有显着较低的增益,但提供了最大部分的输出功率。 b8]oI"&G