得 分：_______
光纤通信技术实验
(2) 掺铒光纤激光器的设计
实验报告
光电1002班 卢东东
U201013390
1 一、实验目的
1、完成环形腔掺铒光纤激光器谐振腔的设计，通过选择环形腔中耦合器的不同耦合比，优化设计激光器的阈值特性和输出效率。
2、通过使用不同滤波特性的滤波器，完成环形腔掺铒光纤激光器输出纵模特性的设计和选择。
3、完成光纤激光器的构建，并进行相关性能参数的测试。
二、实验原理与背景知识
1.掺铒光纤(EDF)与掺铒光纤放大器(EDFA)
当泵浦光通过掺杂光纤中的稀土离子（Er3+、Nd3+、Tm3+、Yb3+等）时，稀土离子吸收泵浦光，使稀土原子的电子激励到较高激发态能级，从而实现通常所说的粒子数反转。反转后的高能态粒子在外界光场的诱使下，以光辐射的形式从高能级转移到基态，完成受激光辐射。
掺铒光纤放大器主要由波分复用器、大功率泵浦激光器、光隔离器和掺铒光
纤构成。根据泵浦光和信号光传播方向的相对关系, 掺铒光纤放大器的结构可分为正向泵浦、反向泵浦和双向泵浦三种形式。EDFA 是利用掺铒光纤中掺杂的稀土离子在泵浦光(波长980nm 或1480nm ) 的作用下, 形成粒子数反转, 产生受激辐射, 辐射光随入射光的变化而变化, 进而对入射光信号提供光增益。其放大光电1002班 卢东东
U201013390
2 范围为1530～1565 nm , 增益谱比较平坦的部分是1540～1560nm , 几乎可以覆盖整个1550nm工作窗口。
2.掺铒光纤激光器(EDFL)
掺铒光纤激光器是在掺铒光纤放大器技术基础上发展起来的。目前掺稀土元素光纤激光器的研究受到了世界各国的普遍重视，成为国际激光器技术研究领域一个十分活跃的前沿研究方向。
和传统的固体、气体激光器一样，掺稀土光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。泵浦源一般采用高功率半导体激光器( LD) ,
激光雷达用掺铒脉冲光纤激光器（1550nm）
凭借其先进的技术优势和顶级性能，V-Gen的VPFL-SP系列激光器广泛应用于在技术上具有挑战性, 的激光雷达, 和测距等领域。V-Gen的VPFL-ESP系列, 激光器是MOPA结构的掺铒光纤激光器，能够在大范围的脉冲重复频率下提供恒定的高峰值功率，为客户获得稳定的高性能。
VCFL-ESP的RS232/TTL控制口设计使操作简便并可精确调节激光参数，如输出功率、脉冲能量、重复频率、峰值功率和脉宽，提供了高光束质量、更小的发散角、高峰值功率和高脉冲能量。V-Gen激光器价格优惠、提供全范围的规格，广泛应用于各种激光雷达。
V-Gen的 VPFL-ESP系列激光器结实耐用，可用于各种恶劣条件和需要耐用、稳定平台的航空激光雷达使用。其固体结构具有免维护、高可靠、低操作费用的长期使用。
优点：
提供OEM服务
调制参数操作范围大
免维护节约操作成本
重量轻、体积小易于集成
参数设置简单、可通过PC或笔记本电脑测试
超短脉宽可用于高分辨率测量
应用范围:
激光雷达和激光测距
测距仪
机动和眼安全型激光雷达
主要特点：
>5W平均输出功率
>15KW峰值功率
调节或者固定脉宽<3ns
35-500KHZ（可调）重复频率
RS232和TTL接口
近衍射极限的光学质量（
可选输出准直器用于各种输出光斑直径
参数 单位 VPFL-ESP-2000 VPFL-ESP-5000
操作模式 脉冲
波长 nm 1550(其他可选）
平均输出功率 瓦 2 5
重复频率（可调节） KHz 35-500
脉宽（*可调节） 纳秒 3-50
峰值功率（最大） KW 15
一般参数：
操作电压 VDC 12（交流-直流电源供应自动切换）
操作温度 ℃ 5-40
尺寸 mm 275X120X45 重量
Kg 2.3
电光转换效率 % >8
光纤长度 cm 50
输出光纤准直器 mm 6mm+/-1mm直径（其他可选）
东 北 石 油 大 学
课 程 设 计
2014年3月7日
课 程 光电子技术课程设计
题 目 掺铒光纤放大器的设计
院 系 电子科学学院
专业班级 电子101班
学生姓名 苗培梓
学生学号 100901240106
指导教师
东北石油大学课程设计任务书
课程 光电子技术课程设计
题目 掺铒光纤放大器的设计
专业 电子科学与技术 姓名 苗培梓 学号 100901240106
主要内容、基本要求、主要参考资料等
1、主要内容：
通过学习光纤放大器的原理，设计一个能够对波长为1.55m的掺铒光纤放大器。
2、基本要求
要求在论文中写出掺铒光纤放大器的工作原理，结构与特性，以及优点与应用。
3、参考文献：
[1] 刘增基，周洋溢著，光纤通信，西安电子科技大学出版社，2002.6.
[2] 雷肇棣著，光纤通信基础，电子科技大学出版社，1999.
[3] 马养武，包成芳，光电子学，浙江大学出版社，2003.3.
完成期限 2014.3.3 ~2014.3.7
指导教师
专业负责人
年 月 日
第1章 概述
掺铒光纤放大器，即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器，是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件，在使用光纤的通信系统中，不需要将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。
东 北 石 油 大 学
课 程 设 计
2014年3月7日
课 程 光电子技术课程设计
题 目 掺铒光纤放大器的设计
院 系 电子科学学院
专业班级 电子101班
学生姓名 苗培梓
学生学号 100901240106
指导教师
东北石油大学课程设计任务书
课程 光电子技术课程设计
题目 掺铒光纤放大器的设计
专业 电子科学与技术 姓名 苗培梓 学号 100901240106
主要内容、基本要求、主要参考资料等
1、主要内容：
通过学习光纤放大器的原理，设计一个能够对波长为1.55m的掺铒光纤放大器。
2、基本要求
要求在论文中写出掺铒光纤放大器的工作原理，结构与特性，以及优点与应用。
3、参考文献：
[1] 刘增基，周洋溢著，光纤通信，西安电子科技大学出版社，2002.6.
[2] 雷肇棣著，光纤通信基础，电子科技大学出版社，1999.
[3] 马养武，包成芳，光电子学，浙江大学出版社，2003.3.
完成期限 2014.3.3 ~2014.3.7
指导教师
专业负责人
年 月 日
第1章 概述
掺铒光纤放大器，即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器，是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件，在使用光纤的通信系统中，不需要将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。
