957 resultados para super-broadband fiber amplifiers


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The fluorescence and up-conversion spectral properties of Er3+-doped TeO2-ZnO and TeO2-ZnO-PbCl2 glasses suitable for developing optical fiber amplifier and laser have been fabricate and characterized. Strong green (around 527-550 nm) and red (around 661 nm) up-conversion emissions under 977 nm laser diode excitation were investigated, corresponding to H-2(11/2), S-4(3/2), --> I-4(15/2) and F-4(9/2) --> I-4(15/2) transitions of Er3+ ions respectively, have been observed and the involved mechanisms have been explained. The dependence of up-converted fluorescence intensity versus laser power confirm that two-photons contribute to up-conversion of the green-red emissions. The novelty of this kind of optical material has been its ability in resisting devitrification, and its promising optical properties strongly encourage for their further development as the rare-earth doped optical fiber amplifiers and upconversion fiber laser systems.

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We report on ultrabroad infrared (IR) luminescences covering the 1000-1700-nm wavelength region, from Bi-doped 75GeO(2) 20RO-5Al(2)O(3) 1B(2)O(3) (R = Sr, Ca, and Mg) glasses. The full width at half-maximum of the IR luminescences excited at 980 nm increases (315 -> 440 -> 510 nm) with the change of alkaline earth metal (Mg2+ -> Ca2+ -> Sr2+). The fluorescence lifetime of the glass samples is 1725, 157, and 264 mu s when R is Sr, Ca, and Mg, respectively. These materials may be promising candidates for broad-band fiber amplifiers and tunable laser resources.

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We demonstrate the broadband optical amplification in bismuth-doped strontium germanate glass with 808 nm and 980 nm laser diodes (LDs) as excitation sources. The net optical gain has been obtained within the wavelength region of 1272 to 1348 nm with 808 nm laser diode under 0.97 W power. The maximum gain and gain coefficients are 1.23 and 1.03 cm(-1) at 1315 nm, respectively. The signal increment at 1300 nm is 2.8 times with 980 nm LD, under 3 W power. The differential thermal analysis measurement reveals the good thermal stability of the studied glass. This glass could be suggested as a promising gain medium for broadband optical amplifiers.

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abstract {Rare earth ions doped multi-component glass fibers have important application in broad band fiber amplifier and up-conversion fiber lasers. In this paper, the mechanism and the progress of study on rare earth ions doped multi-component glass fibers in broad band fiber amplifier and up-conversion fiber lasers are introduced and reviewed. The questions and the applications of rare earth ions doped multi-component glass fibers in the future are also prospected. Based on the present research progress, it is suggested to further study the tellurite and bismuth glasses, which are used as fiber materials in broad band fiber amplifier. To up-conversion fiber laser, it is still need to further investigate novel glasses, which has low phonon energy and good physical and chemical properties.}

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Er3+-doped halide modified tellurite glasses were synthesized by conventional melting and quenching method. The Judd-Ofelt analysis was performed on the absorption spectra and the transition probabilities, excited state lifetimes, and the branching ratios were calculated and discussed. The intense infrared and visible fluorescence spectra under 980 nm excitation were obtained. Strong upconversion signal was observed at pumping power as low as 30 mW in the glasses with halide ions. The upconversion mechanisms and power dependent intensities were discussed, which showed two-photon process are involved for the green and red emissions. The decay times of the emitting states and the corresponding quantum efficiency were determined and explained. (C) 2004 American Institute of Physics.

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A waveguide amplifier is fabricated by Ag+-Na+ two-step ion exchange on Er/Yb-doped phosphate glass. The spectroscopic performance of glass and the properties of channel waveguide are characterized. A double-pass configuration is adopted to measure the gain and noise figure (NF) of the waveguide amplifier, and the comparison of gain and NF for the single and double-pass configuration of the waveguide amplifier is presented. The results show that the double-pass configuration can make the gain increase from 8.8dB (net gain 2.2dB/cm) of the single-pass one to 14.6 dB (net gain 3.65 dB/cm) for small input power at 1534 nm, and the NF are all lower than 5.5dB for both the configurations.

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A series of novel numerical methods for the exponential models of growth are proposed. Based on these methods, hybrid predictor-corrector methods are constructed. The hybrid numerical methods can increase the accuracy and the computing speed obviously, as well as enlarge the stability domain greatly. (c) 2005 Published by Elsevier Inc.

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Esta tese tem como foco principal a análise dos principais tipos de amplificação óptica e algumas de suas aplicações em sistemas de comunicação óptica. Para cada uma das tecnologias abordadas, procurou-se definir o estado da arte bem como identificar as oportunidades de desenvolvimento científico relacionadas. Os amplificadores para os quais foi dirigido alguma atenção neste documento foram os amplificadores em fibra dopada com Érbio (EDFA), os amplificadores a semicondutor (SOA) e os amplificadores de Raman (RA). Este trabalho iniciou-se com o estudo e análise dos EDFA’s. Dado o interesse científico e económico que estes amplificadores têm merecido, apenas poucos nichos de investigação estão ainda em aberto. Dentro destes, focá-mo-nos na análise de diferentes perfis de fibra óptica dopada de forma a conseguir uma optimização do desempenho dessas fibras como sistemas de amplificação. Considerando a fase anterior do trabalho como uma base de modelização para sistemas de amplificação com base em fibra e dopantes, evoluiu-se para amplificadores dopados mas em guias de onda (EDWA). Este tipo de amplificador tenta reduzir o volume físico destes dispositivos, mantendo as suas características principais. Para se ter uma forma de comparação de desempenho deste tipo de amplificador com os amplificadores em fibra, foram desenvolvidos modelos de caixa preta (BBM) e os seus parâmetros afinados por forma a termos uma boa modelização e posterior uso deste tipo de amplificiadores em setups de simulação mais complexos. Depois de modelizados e compreendidos os processo em amplificadores dopados, e com vista a adquirir uma visão global comparativa, foi imperativo passar pelo estudo dos processos de amplificação paramétrica de Raman. Esse tipo de amplificação, sendo inerente, ocorre em todas as bandas de propagação em fibra e é bastante flexível. Estes amplificadores foram inicialmente modelizados, e algumas de suas aplicações em redes passivas de acesso foram estudadas. Em especial uma série de requisitos, como por exemplo, a gama de comprimentos de onda sobre os quais existem amplificação e os altos débitos de perdas de inserção, nos levaram à investigação de um processo de amplificação que se ajustasse a eles, especialmente para buscar maiores capacidades de amplificação (nomeadamente longos alcances – superiores a 100 km – e altas razões de divisão – 1:512). Outro processo investigado foi a possibilidade de flexibilização dos parâmetros de comprimento de onda de ganho sem ter que mudar as caractísticas da bomba e se possível, mantendo toda a referenciação no transmissor. Este processo baseou-se na técnica de clamping de ganho já bastante estudada, mas com algumas modificações importantes, nomeadamente a nível do esquema (reflexão apenas num dos extremos) e da modelização do processo. O processo resultante foi inovador pelo recurso a espalhamentos de Rayleigh e Raman e o uso de um reflector de apenas um dos lados para obtenção de laser. Este processo foi modelizado através das equações de propagação e optimizado, tendo sido demonstrado experimentalmente e validado para diferentes tipos de fibras. Nesta linha, e dada a versatilidade do modelo desenvolvido, foi apresentada uma aplicação mais avançada para este tipo de amplificadores. Fazendo uso da sua resposta ultra rápida, foi proposto e analisado um regenerador 2R e analisada por simulação a sua gama de aplicação tendo em vista a sua aplicação sistémica. A parte final deste trabalho concentrou-se nos amplificadores a semiconductor (SOA). Para este tipo de amplificador, os esforços foram postos mais a nível de aplicação do que a nível de sua modelização. As aplicações principais para estes amplificadores foram baseadas em clamping óptico do ganho, visando a combinação de funções lógicas essenciais para a concepção de um latch óptico com base em componentes discretos. Assim, com base num chip de ganho, foi obtido uma porta lógica NOT, a qual foi caracterizada e demonstrada experimentalmente. Esta foi ainda introduzida num esquema de latching de forma a produzir um bi-estável totalmente óptico, o qual também foi demonstrado e caracterizado. Este trabalho é finalizado com uma conclusão geral relatando os subsistemas de amplificação e suas aplicacações.

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O presente trabalho centra-se no estudo dos amplificadores de Raman em fibra ótica e suas aplicações em sistemas modernos de comunicações óticas. Abordaram-se tópicos específicos como a simulação espacial do amplificador de Raman, a equalização e alargamento do ganho, o uso de abordagens híbridas de amplificação através da associação de amplificadores de Raman em fibra ótica com amplificadores de fibra dopada com Érbio (EDFA) e os efeitos transitórios no ganho dos amplificadores. As actividades realizadas basearam-se em modelos teóricos, sendo os resultados validados experimentalmente. De entre as contribuições mais importantes desta tese, destaca-se (i) o desenvolvimento de um simulador eficiente para amplificadores de Raman que suporta arquitecturas de bombeamento contraprogantes e bidirecionais num contexto com multiplexagem no comprimento de onda (WDM); (ii) a implementação de um algoritmo de alocação de sinais de bombeamento usando a combinação do algoritmo genético com o método de Nelder- Mead; (iii) a apreciação de soluções de amplificação híbridas por associação dos amplificadores de Raman com EDFA em cenários de redes óticas passivas, nomeadamente WDM/TDM-PON com extensão a região espectral C+L; e (iv) a avaliação e caracterização de fenómenos transitórios em amplificadores para tráfego em rajadas/pacotes óticos e consequente desenvolvimento de soluções de mitigação baseadas em técnicas de clamping ótico.

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A transparent (wide-area) wavelength-routed optical network may be constructed by using wavelength cross-connect switches connected together by fiber to form an arbitrary mesh structure. The network is accessed through electronic stations that are attached to some of these cross-connects. These wavelength cross-connect switches have the property that they may configure themselves into unspecified states. Each input port of a switch is always connected to some output port of the switch whether or not such a connection is required for the purpose of information transfer. Due to the presence of these unspecified states, there exists the possibility of setting up unintended alloptical cycles in the network (viz., a loop with no terminating electronics in it). If such a cycle contains amplifiers [e.g., Erbium- Doped Fiber Amplifiers (EDFA’s)], there exists the possibility that the net loop gain is greater than the net loop loss. The amplified spontaneous emission (ASE) noise from amplifiers can build up in such a feedback loop to saturate the amplifiers and result in oscillations of the ASE noise in the loop. Such all-optical cycles as defined above (and hereafter referred to as “white” cycles) must be eliminated from an optical network in order for the network to perform any useful operation. Furthermore, for the realistic case in which the wavelength cross-connects result in signal crosstalk, there is a possibility of having closed cycles with oscillating crosstalk signals. We examine algorithms that set up new transparent optical connections upon request while avoiding the creation of such cycles in the network. These algorithms attempt to find a route for a connection and then (in a post-processing fashion) configure switches such that white cycles that might get created would automatically get eliminated. In addition, our call-set-up algorithms can avoid the possibility of crosstalk cycles.

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New photonic crystal fiber designs are presented and numerically investigated in order to improve the state of art of high power fiber lasers. The focus of this work is targeted on the region of 2 μm laser emission, which is of high interest due to its eye-safe nature and due to the large amount of applications permitted. Thulium doped fiber amplifiers are suitable for emitting in this region. Different fiber designs have been proposed, both flexible and rod-type, with the aim to enlarge mode area while maintaining robust single mode operation. The analysis of thermal effects, caused by the high thulium quantum defect, have been taken in consideration. Solutions to counteract issues derived by detrimental thermal effects have been implemented.

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he application of modulation instability-initiated nonlinear broadening of two CW pumps at different wavelengths, in order to achieve superior gain ripple performance in broadband Raman amplifiers, is demonstrated for the first time experimentally. A particular example using Truewave and LEAF fibers is offered, in which the 0.1 dB gain ripple band is extended from 5 nm to 19 nm. Experimental results are in a good agreement with numerical modeling. Guidelines for optimal broadening are discussed.

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The application of modulation instability-initiated nonlinear broadening of two CW pumps at different wavelengths, in order to achieve superior gain ripple performance in broadband Raman amplifiers, is demonstrated for the first time experimentally. A particular example using Truewave and LEAF fibers is offered, in which the 0.1 dB gain ripple band is extended from 5 nm to 19 nm. Experimental results are in a good agreement with numerical modeling. Guidelines for optimal broadening are discussed. © 2005 Optical Society of America.

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The nonlinear inverse synthesis (NIS) method, in which information is encoded directly onto the continuous part of the nonlinear signal spectrum, has been proposed recently as a promising digital signal processing technique for combating fiber nonlinearity impairments. However, because the NIS method is based on the integrability property of the lossless nonlinear Schrödinger equation, the original approach can only be applied directly to optical links with ideal distributed Raman amplification. In this paper, we propose and assess a modified scheme of the NIS method, which can be used effectively in standard optical links with lumped amplifiers, such as, erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs). The proposed scheme takes into account the average effect of the fiber loss to obtain an integrable model (lossless path-averaged model) to which the NIS technique is applicable. We found that the error between lossless pathaveraged and lossy models increases linearly with transmission distance and input power (measured in dB). We numerically demonstrate the feasibility of the proposed NIS scheme in a burst mode with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission scheme with advanced modulation formats (e.g., QPSK, 16QAM, and 64QAM), showing a performance improvement up to 3.5 dB; these results are comparable to those achievable with multi-step per span digital backpropagation.