158-microJ pulses from a single-transverse-mode, large-mode-area erbium-doped fiber amplifier.

We report the amplification of 10-100-pJ semiconductor diode pulses to an energy of 158 microJ and peak powers >100 kW in a multistage fiber amplifier chain based on a single-mode, large-mode-area erbium-doped amplifier design. To our knowledge these results represent the highest single-mode pulse energy extracted from any doped-fiber system.

158-μJ pulses from a single-transverse-mode, large-mode-area erbium-doped fiber amplifier

We report the amplification of 10-100-pJ semiconductor diode pulses to an energy of 158 μJ and peak powers >100 kW in a multistage fiber amplifier chain based on a single-mode, large-mode-area erbium-doped amplifier design. To our knowledge these results represent the highest single-mode pulse energy extracted from any doped-fiber system. © 1997 Optical Society of America.

Experimental investigation of inter-modal cross-gain modulation and transient effects in a two mode group erbium doped fiber amplifier

We report what we believe to be the first experimental study of inter-modal cross-gain modulation and associated transient effects as different spatial modes and wavelength channels are added and dropped within a two-mode amplifier for SDM transmission.

Experimental investigation of inter-modal cross-gain modulation and transient effects in a two mode group erbium doped fiber amplifier

We report what we believe to be the first experimental study of inter-modal cross-gain modulation and associated transient effects as different spatial modes and wavelength channels are added and dropped within a two-mode amplifier for SDM transmission.

Modeling and analysis of high performance L-band erbium-doped fiber amplifier (EDFA)

The performances of L-band EDFA are modeled and analyzed, based on C-band EDFA, through variation of pump power, ion concentration and fiber length. The fiber length promises higher performance than others. © 2005 Optical Society of America.

Modeling and optimizing of high-concentration erbium-doped fiber amplifiers with consideration of ion-clusters

Starting from the modeling of isolated ions and ion-clusters, a closed form rate and power evolution equations for high-concentration erbium-doped fiber amplifiers are constructed. Based on the equations, the effects of the fraction of ion-clusters in total ions and the number of ions per cluster on the performance of high-concentration erbium-doped fiber amplifiers are analyzed numerically. The results show that the presence of the ion-clusters deteriorates amplifier performance, such as the signal power, signal gain, the threshold pump power for zero gain, saturated signal gain, and the maximum gain efficiency, etc. The optimum fiber length or other parameters should be modified with the ion-clusters being taken into account for the amplifiers to achieve a better performance. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Spatially integrated erbium-doped fiber amplifiers enabling space-division multiplexing

L’augmentation exponentielle de la demande de bande passante pour les communications laisse présager une saturation prochaine de la capacité des réseaux de télécommunications qui devrait se matérialiser au cours de la prochaine décennie. En effet, la théorie de l’information prédit que les effets non linéaires dans les fibres monomodes limite la capacité de transmission de celles-ci et peu de gain à ce niveau peut être espéré des techniques traditionnelles de multiplexage développées et utilisées jusqu’à présent dans les systèmes à haut débit. La dimension spatiale du canal optique est proposée comme un nouveau degré de liberté qui peut être utilisé pour augmenter le nombre de canaux de transmission et, par conséquent, résoudre cette menace de «crise de capacité». Ainsi, inspirée par les techniques micro-ondes, la technique émergente appelée multiplexage spatial (SDM) est une technologie prometteuse pour la création de réseaux optiques de prochaine génération. Pour réaliser le SDM dans les liens de fibres optiques, il faut réexaminer tous les dispositifs intégrés, les équipements et les sous-systèmes. Parmi ces éléments, l’amplificateur optique SDM est critique, en particulier pour les systèmes de transmission pour les longues distances. En raison des excellentes caractéristiques de l’amplificateur à fibre dopée à l’erbium (EDFA) utilisé dans les systèmes actuels de pointe, l’EDFA est à nouveau un candidat de choix pour la mise en œuvre des amplificateurs SDM pratiques. Toutefois, étant donné que le SDM introduit une variation spatiale du champ dans le plan transversal de la fibre, les amplificateurs à fibre dopée à l’erbium spatialement intégrés (SIEDFA) nécessitent une conception soignée. Dans cette thèse, nous examinons tout d’abord les progrès récents du SDM, en particulier les amplificateurs optiques SDM. Ensuite, nous identifions et discutons les principaux enjeux des SIEDFA qui exigent un examen scientifique. Suite à cela, la théorie des EDFA est brièvement présentée et une modélisation numérique pouvant être utilisée pour simuler les SIEDFA est proposée. Sur la base d’un outil de simulation fait maison, nous proposons une nouvelle conception des profils de dopage annulaire des fibres à quelques-modes dopées à l’erbium (ED-FMF) et nous évaluons numériquement la performance d’un amplificateur à un étage, avec fibre à dopage annulaire, à ainsi qu’un amplificateur à double étage pour les communications sur des fibres ne comportant que quelques modes. Par la suite, nous concevons des fibres dopées à l’erbium avec une gaine annulaire et multi-cœurs (ED-MCF). Nous avons évalué numériquement le recouvrement de la pompe avec les multiples cœurs de ces amplificateurs. En plus de la conception, nous fabriquons et caractérisons une fibre multi-cœurs à quelques modes dopées à l’erbium. Nous réalisons la première démonstration des amplificateurs à fibre optique spatialement intégrés incorporant de telles fibres dopées. Enfin, nous présentons les conclusions ainsi que les perspectives de cette recherche. La recherche et le développement des SIEDFA offriront d’énormes avantages non seulement pour les systèmes de transmission future SDM, mais aussi pour les systèmes de transmission monomode sur des fibres standards à un cœur car ils permettent de remplacer plusieurs amplificateurs par un amplificateur intégré.

Optimal span length in high-speed transmission systems with hybrid Raman-erbium-doped fiber amplification

We show, using nonlinearity management, that the optimal performance in high-bit-rate dispersion-managed fiber systems with hybrid amplification is achieved for a specific amplifier spacing that is different from the asymptotically vanishing length corresponding to ideally distributed amplification [Opt. Lett. 15, 1064 (1990)]. In particular, we prove the existence of a nontrivial optimal span length for 40-Gbit/s wavelength-division transmission systems with Raman-erbium-doped fiber amplification. Optimal amplifier lengths are obtained for several dispersion maps based on commonly used transmission fibers. © 2005 Optical Society of America.

Optimization of the multiwavelength erbium-doped fiber laser in a unidirectional cavity without an isolator

A highly uniform multiwavelength erbium-doped fiber ring laser with an intracavity sine phase modulator is demonstrated. The flat output spectrum is achieved by optimizing the cavity structure, modulation amplitude, and frequency of the sine phase modulator. Fifteen lasing lines with wavelength spacing of 0.9 nm appear simultaneously and stably with power differences less than 2 dB and side-mode suppression ratio higher than 32 dB. In addition, the proposed cavity can support unidirectional operation without optical isolators. An output power difference of about 20 dB is realized between the counterclockwise and clockwise directions, which is almost independent of the pump power and lasing wavelengths. (c) 2005 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Optimization of the multiwavelength erbium-doped fiber laser in a unidirectional cavity without an isolator

A highly uniform multiwavelength erbium-doped fiber ring laser with an intracavity sine phase modulator is demonstrated. The flat output spectrum is achieved by optimizing the cavity structure, modulation amplitude, and frequency of the sine phase modulator. Fifteen lasing lines with wavelength spacing of 0.9 nm appear simultaneously and stably with power differences less than 2 dB and side-mode suppression ratio higher than 32 dB. In addition, the proposed cavity can support unidirectional operation without optical isolators. An output power difference of about 20 dB is realized between the counterclockwise and clockwise directions, which is almost independent of the pump power and lasing wavelengths. (c) 2005 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

A four-passed ytterbium-doped fiber amplifier

In this paper, a four-passed ytterbium-doped fiber amplifier (YDFA) is discussed. The gain and the pump and the signal light propagation characteristics of the four-passed YDFA are described. It is found that, while using a shorter length of the fiber, a four-passed fiber amplifier can realize the same output power as a single-pass fiber amplifier, and, for the same fiber lengths, a four-passed fiber amplifier offers a significantly higher power than its single-pass counterpart. (C) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.