一、2um TDFA放大器介绍
1、方案中各元件详情请点击对应图片:
1、激光控制盒 | 3、 L波段EDFA放大器 | ||
6、日本精工法兰 | 7、横河中红外光谱仪 | ||
10、Bristol波长计 |
我们筱晓采用1.95um的激光器作为种子源,用1.6um的激光器作为泵浦放大,泵浦功率要大一些,我们使用了L波段的EDFA放大器对1.6um的光进行放大。再把种子激光跟泵浦光通过波分复用器耦合在一起,输入到一段2米长2um的掺铥光纤中,经过光纤吸收后,传输到2um的耦合器中,一分为二,把测量的谱在中红外横河AQ6377光谱仪上观察波形。之后再利用Bristol 波长计观察做出来的TDFA放大器自发辐射的光谱。
二、市场背景及应用
市场上的2um的激光器功率一般较低,在10mW以内,在搭建光路实验中可能需要高功率输出。比如测量CO2气体,在实际应用中,激光在空气中会被吸收掉部分,所以我们需要大功率输出,也保证测量结果的准确性,这时候就需要我们使用放大器对光路进行一个放大作用,用一个低成本,便捷的方式完成实验。我们可以把1mW的种子激光泵浦到164mW输出,甚至能做到更大,可以满足大部分实验工作需求。
三、2um TDFA放大器技术原理
TDFA搭建原理图
三价铥离子Tm+3有着丰富的能级结构,能够吸收多种不同波长的泵浦光使离子进行跃迁,从而激发出不同波长的受激辐射光。其中,3H4-3F4的受激跃迁所辐射的激光波长范围为1450-1500nm左右,正好可覆盖S波段(1450-1520nm),其中心波长由基质和掺杂浓度等决定。因此就可以利用泵浦光将处于基态3H6的铥离子Tm+3抽运到激发态3H4实现粒子数反转,再经S波段信号光诱发后使处于激发态3H4的Tm+3受激跃迁到3F4同时辐射出于信号光一样的激光,实现S波段信号光的放大。
1. 2um TDFA的光谱图
TDFA的输出功率164mW时的光谱图
2. 2um TDFA的功率曲线
我们可以看出,输出的功率随着泵浦功率的增加而增加,并在泵浦功率达到阈值后呈现线性变化,可以方便我们对输出功率进行估值。
3. 2um TDFA的功率稳定性
我们实测功率波动4mW,功率稳定性在2%左右。
4. 2um TDFA放大器自发辐射光谱
可以看出放大器自发辐射的谱宽有200nm,而且有大量吸收峰,尤其是水分子吸收。
解决方案PDF文档点击链接: http://www.microphotons.cn//Uploads/dang/2um_TDFA_Solutions.pdf
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