中文：光放大限寞；英文：optical amplification

摘要：光放大技術(shù)是指不需要進(jìn)行光—電—光的轉(zhuǎn)換把兔，直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線瓮顽、透明放大的技術(shù)县好。其核心器件為光放大器，它是一種全光放大器暖混，主要由增益介質(zhì)缕贡、輸入輸出結(jié)構(gòu)等構(gòu)成，其作用是增強(qiáng)光信號(hào)的功率拣播，放大輸入的弱光信號(hào)晾咪。在光纖通信技術(shù)中，由傳統(tǒng)的光電混合中繼放大器到純光放大器是一個(gè)重大的飛躍贮配。這意味著光電中繼器中由于電子響應(yīng)速度和寬帶限制所帶來(lái)的“電子瓶頸”的影響將不復(fù)存在谍倦，利用原有的系統(tǒng)進(jìn)行高速率信號(hào)傳輸將成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)泪勒，它也使得光通信系統(tǒng)中波分復(fù)用技術(shù)和密集波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成為可能昼蛀。一宴猾、光放大器的基本原理 根據(jù)放大所采用的增益介質(zhì)和放大工作原理的不同，可對(duì)放大器做不同的區(qū)分曹洽。按照采用的增益 ...

MOGLabs光放大系統(tǒng)介紹錐形半導(dǎo)體激光放大系統(tǒng)是一種采用錐形半導(dǎo)體激光器放大種子光的結(jié)構(gòu)鳍置。由于單頻單模的激光器的輸出功率受限，可以采用波長(zhǎng)可調(diào)諧送淆、單模特性以及光束質(zhì)量等激光特性較好的種子光，通過(guò)聚焦透鏡注入到錐形波導(dǎo)放大器中怕轿，而激光則從放大器的錐形區(qū)射出偷崩，在不改變激光原有特性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)激光功率的放大撞羽。MOGLabs的MSA光放大系統(tǒng)是一個(gè)半導(dǎo)體激光放大器包含種子激光器阐斜。系統(tǒng)的核心是放大器模塊（Amplifier block）搭載了半導(dǎo)體錐形放大器二極管。柱形鏡（Cylindrical lens）提供散光補(bǔ)償诀紊，還包含兩個(gè)法拉第隔離器（Faraday isolator）谒出，錐形放大器輸入側(cè)的 ...

望遠(yuǎn)鏡陣，激光放大器鏈等）基礎(chǔ)設(shè)施有極為重要的意義邻奠。未來(lái)各種大科學(xué)裝置對(duì)于計(jì)時(shí)分發(fā)的穩(wěn)定性的要求將會(huì)越來(lái)越高笤喳。基于自由電子激光的最新一代高亮度超快X射線光源要求其分配到加速器和激光系統(tǒng)的射頻信號(hào)具備<10fs的計(jì)時(shí)精度碌宴。 在粒子加速領(lǐng)域杀狡，基于MENHIR-1550 1550nm GHz重頻飛秒激光器的計(jì)時(shí)分配系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)加速器和激光器之間的飛秒量級(jí)的同步贰镣。傳輸系統(tǒng)采用MENHIR-1550 產(chǎn)生的超低噪音脈沖序列作為時(shí)間參考基準(zhǔn)呜象。來(lái)自主振蕩器的時(shí)基信號(hào)通過(guò)光纖鏈路傳遞至多個(gè)遠(yuǎn)端的終端站，同時(shí)對(duì)傳輸延時(shí)加以穩(wěn)定控制碑隆。鎖模激光或微波振蕩器與穩(wěn)定的光纖鏈路末端時(shí)基信號(hào)牢固鎖定恭陡。射電望遠(yuǎn)鏡陣列 ...

即“受激輻射光放大”的意思。因此上煤，激光實(shí)際上是原子受到入射光照射后休玩，由于受激輻射現(xiàn)象，將原本的入射光放大后的產(chǎn)物楼入。相比于普通光源哥捕，激光具有更好的方向性、單色性嘉熊、相干性遥赚，以及更高的亮度。那么阐肤，什么是受激輻射呢凫佛？一束光讲坎，實(shí)際上就是一束光子流，由無(wú)數(shù)具有一定動(dòng)量和方向的光子所組成愧薛。而光子則是由原子能級(jí)躍遷所產(chǎn)生晨炕，當(dāng)原子由基態(tài)（低能級(jí)）向激發(fā)態(tài)（高能級(jí)）躍遷時(shí)，需要從外界吸收一個(gè)光子毫炉；而當(dāng)原子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)瓮栗，則需要向外界釋放一個(gè)光子。一個(gè)光子的能量：當(dāng)我們用一個(gè)入射光子掠過(guò)原子時(shí)瞄勾，就有一定幾率使該原子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷费奸，從而釋放出一個(gè)光子，最終进陡，我們將得到兩個(gè)光子（入射光子和受激輻射所產(chǎn)生的光子 ...

器部分偏置為光放大器愿阐，從而在補(bǔ)償分光損耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率輸出。優(yōu)化組合器以提高放大效率和光束質(zhì)量目前正在研究中趾疚。一旦這種技術(shù)被應(yīng)用到具有寬和面增益介質(zhì)的激光器上缨历，預(yù)計(jì)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)單片、廣泛可調(diào)的QCL源糙麦。7. 基于中紅外QCL的 DFG的太赫茲源太赫茲光譜范圍(1-10太赫茲)對(duì)于爆炸物和藥物檢測(cè)辛孵、安全篩查(t射線成像)、天文學(xué)和醫(yī)學(xué)成像等應(yīng)用非常有趣喳资。其中許多應(yīng)用程序有可能影響并維護(hù)我們的日常生活觉吭，因此，對(duì)普通公眾和行業(yè)有巨大的吸引力仆邓。正如電信技術(shù)在過(guò)去30年里所證明的那樣鲜滩，單片集成是推動(dòng)太赫茲技術(shù)接近理想來(lái)源的合乎邏輯的下一步。晶圓規(guī)模的加工允許大規(guī)模生產(chǎn)节值，高產(chǎn)量和低成本徙硅。為此，組件和集成 ...

FA搞疗、半導(dǎo)體光放大器和拉曼放大器等多種增益介質(zhì)來(lái)產(chǎn)生多波長(zhǎng)嗓蘑，EDFA是常用的方法。然而匿乃，為了在室溫下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的多波長(zhǎng)工作桩皿，必須抑制EDFA的均勻譜線展寬和模式競(jìng)爭(zhēng)。DMD空間光調(diào)制器是可考慮實(shí)現(xiàn)功能的器件幢炸。圖1 DMD微鏡陣列中的兩個(gè)微鏡工作方式用DMD在c波段調(diào)諧多波長(zhǎng)泄隔。DMD選擇16個(gè)波長(zhǎng)波段，然后耦合成獨(dú)立的EDF環(huán)宛徊，因此波長(zhǎng)之間不存在模式競(jìng)爭(zhēng)佛嬉。在DMD上的傾斜微鏡衍射行為與二維閃耀光柵相似逻澳，因此可以通過(guò)控制DMD衍射效率來(lái)改變這些輸出波長(zhǎng)之間的功率分布。波長(zhǎng)相關(guān)的可變光衰減器和光濾光器的DMD性能實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有附加器件的情況下暖呕，通過(guò)調(diào)整DMD反射模式斜做，可以有效地抑制光纖環(huán)中的模式競(jìng) ...

能將探測(cè)脈沖光放大，放大后的高功率脈沖在單模光纖中會(huì)引起光學(xué)非線性現(xiàn)象湾揽。概括起來(lái)瓤逼，這個(gè)過(guò)程有關(guān)的非線性現(xiàn)象有以下幾種。普通單模光纖有受激布里淵散射閾值钝腺，高功率脈沖入射下抛姑，畸變產(chǎn)生。四波混頻過(guò)程起源于介質(zhì)的束縛電子對(duì)電磁場(chǎng)的非線性響應(yīng)艳狐。入射光脈沖與ASE噪聲產(chǎn)生四波混頻，探測(cè)器接收到的瑞利散射信號(hào)降低皿桑。然后是自相位調(diào)制和交叉相位調(diào)制毫目，這部分是由高功率光折射率的變化，從而導(dǎo)致光學(xué)相位的改變诲侮。三镀虐、COTDR性能參數(shù)通常將信號(hào)功率與探測(cè)器輸出的噪聲功率之差定義為動(dòng)態(tài)范圍，動(dòng)態(tài)范圍可通過(guò)提升探測(cè)光功率來(lái)增加沟绪，但由于非線性效應(yīng)存在刮便，，探測(cè)光的功率提升有限绽慈『藓担空間分辨率從設(shè)備角度上來(lái)說(shuō)由光脈沖寬度決定，而從系 ...

需要能使激發(fā)光放大的光學(xué)諧振腔坝疼，如兩個(gè)平面反射鏡組成的F-P諧振腔(如圖1中所示)搜贤，其中一塊反射鏡幾乎全反射，另一塊部分反射钝凶；工作介質(zhì)輻射出的光在諧振腔種來(lái)回震蕩的過(guò)程中不斷地使工作介質(zhì)受激輻射產(chǎn)生更多的激發(fā)光仪芒，因此產(chǎn)生雪崩效應(yīng)而生成較強(qiáng)的激光從部分反射的鏡面?zhèn)容椛涑鋈ァD1：激光在F-P腔中生成示意圖在FP腔中耕陷，來(lái)回反射的多光束之間可產(chǎn)生干涉效應(yīng)掂名，進(jìn)而會(huì)對(duì)光進(jìn)行濾波(如圖2中所示)，在某些特定的波長(zhǎng)下產(chǎn)生干涉相長(zhǎng)哟沫，如果兩個(gè)反射鏡間距較大饺蔑，而鏡面寬度比較小時(shí)，只有相對(duì)鏡面入射角非常接近0°的光才能經(jīng)過(guò)很多次的反射后不會(huì)移出諧振腔南用；從FP諧振腔輸出的激光單模的譜線寬度隨著兩反射鏡間距增大而減邪蚰啤掏湾； ...

(也可以使用光放大材料，如半導(dǎo)體或染料)肿嘲。 以上述方式實(shí)現(xiàn)的酉矩陣的矩陣乘法原則上無(wú)功耗(ANN計(jì)算主要涉及矩陣乘積融击，因此，ONN架構(gòu)具有極高的能效)雳窟。具體實(shí)現(xiàn)：構(gòu)建一個(gè)兩層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于元音識(shí)別尊浪。(1) OIU使用一個(gè)由56個(gè)可編程的馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x(MZI)組成的可編程納米光子處理器(programmable nanophotonic processor, PNP)實(shí)現(xiàn)。每一個(gè)MZI包含在兩個(gè)50%倏逝波定向耦合器之間的熱-光移相器(θ)封救，隨后是另一個(gè)移相器(φ)拇涤，見(jiàn)圖2c、d誉结。如圖2a鹅士、b，激光耦合進(jìn)OIU單元完成矩陣變換惩坑，隨后被光電二極管陣列探測(cè)掉盅，然后被計(jì)算機(jī)讀取并模擬非線性激活函數(shù) ...

和受激發(fā)射的光放大過(guò)程開(kāi)始。由于增益介質(zhì)中已經(jīng)儲(chǔ)存了大量能量以舒，諧振腔中的光強(qiáng)度會(huì)迅速增加趾痘。這也導(dǎo)致存儲(chǔ)在介質(zhì)中的能量幾乎以同樣快的速度耗盡。最終激光輸出的持續(xù)時(shí)間短峰值能量高的巨脈沖蔓钟。主動(dòng)調(diào)Q中永票，Q開(kāi)關(guān)是一個(gè)外部控制的可變衰減器。這可能是一個(gè)機(jī)械設(shè)備滥沫，例如放置在腔內(nèi)的快門侣集、斬波輪或旋轉(zhuǎn)鏡，或是某種調(diào)制器佣谐，例如聲光設(shè)備肚吏、磁光效應(yīng)設(shè)備或電光器件——普克爾盒或克爾盒。損耗的減少狭魂，通常由外部的電信號(hào)觸發(fā)罚攀。因此可以從外部控制脈沖重頻。調(diào)制器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是損耗的光可以耦合出腔體并且可以用于其他用途雌澄≌梗或者，當(dāng)調(diào)制器處于其低Q狀態(tài)時(shí)镐牺，外部產(chǎn)生的光束可以通過(guò)調(diào)制器耦合到腔中炫掐。這可用于用具有所需特性（例如橫模或波 ...