拉曼光纤激光放大器发展历史

如题所述

拉曼光纤激光放大器的发展历史可以追溯到1928年,当时Chandrasekhara Raman爵士首次观察到了拉曼散射效应(SRS)。这一非线性光学现象的理论体系经过多年的完善,为拉曼光纤放大器奠定了基础。早期实验中,研究人员在单模光纤中测量了石英光纤的拉曼增益,其增益谱特性表现为宽带,可在宽频范围内实现增益。增益与泵浦光功率、光纤长度成正比,与光纤芯径成反比。更重要的是,泵浦光与斯托克斯光的偏振方向对拉曼过程有显著影响,长光纤会使得拉曼阈值显著提高。


拉曼光纤放大器的概念在SRS被发现后不久即开始考虑,尤其在80年代末至90年代,其应用和研究逐渐引起广泛关注。1972年,Stolen等人首次在实验中观察到拉曼增益,早期研究聚焦于拉曼光纤激光器的研发。随着光纤通信的推动,80年代开始对拉曼光纤放大器进行深入研究。Tkeda在1981年使用1.017μm泵浦光在1.3km光纤中实现了1.064μm信号光的30dB小信号增益;Desurvire等人在1983年利用2.4km单模光纤放大了1.24μm光信号,获得45dB增益。此后,拉曼光纤放大器的应用领域不断扩大,如Olsson在1986年将其用作光纤通信系统接收机的前置放大器,Edagawa在1987年研究了其宽带多信道放大特性。


1989年,Mollenauer利用长光纤和特定泵源实现了55ps脉冲在1.56μm波长的稳定传输,达到了6000km。到了1995年,Grubb等人实现了4×10G/s WDM多通道放大。1996年,Stentz等人成功研制了1.3μm拉曼光纤放大器。1997年,Masuda等人开发出EDFA与拉曼光纤放大器的混合结构宽带放大器。1999年,拉曼光纤放大器在DWDM系统中取得突破,Bell实验室展示了结合EDFA的1.6Tbit/s 400km传输系统,显示出其全波段放大特性及在线放大优势。因此,拉曼光纤放大器在未来光放大器领域预计将扮演重要角色。




扩展资料

拉曼光纤激光放大器根据增益介质的不同可分为两类:一类采用活性介质,如半导体材料和掺稀土元素(Nd,Sm,Ho,Er,Pr,Tm和Yb等)的光纤,利用受激辐射机制实现光的直接放大,如半导体激光放大器(SOA)和掺杂光纤放大器;另一类基于光纤的非线性效应实现光的放大,典型的为拉曼光纤激光放大器和布里渊光纤激光放大器。

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