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基于改进的Frantz-Nodvik方程的Yb:KGW再生放大器研究
1
作者 康仁铸 吕仁冲 +2 位作者 滕浩 朱江峰 魏志义 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期574-582,共9页
超快激光再生放大过程具有复杂的动力学行为,需要建立模型进行求解和迭代计算。基于改进的Frantz-Nodvik方程计算了Yb:KGW晶体再生放大器的输出性质,研究了泵浦强度、晶体长度和泵浦脉宽对放大器输出性能的影响,同时对不同重复频率再生... 超快激光再生放大过程具有复杂的动力学行为,需要建立模型进行求解和迭代计算。基于改进的Frantz-Nodvik方程计算了Yb:KGW晶体再生放大器的输出性质,研究了泵浦强度、晶体长度和泵浦脉宽对放大器输出性能的影响,同时对不同重复频率再生放大器的输出行为进行了分析。在此基础上设计了再生放大器,得到了重复频率1 kHz、单脉冲能量1 mJ的激光放大结果,与理论分析结果符合得较好。该改进的Frantz-Nodvik方程对于设计高重复频率、大能量且性能稳定的激光放大器具有参考价值。 展开更多
关键词 激光技术 Frantz-Nodvik方程 放大器 再生放大
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弱反馈下脉冲掺镱放大器输出特性的计算机仿真
2
作者 孔令芳 果鑫 +2 位作者 李娜 刘丰年 李长云 《湖南工业大学学报》 2010年第5期54-57,共4页
基于全光纤双包层脉冲掺镱放大器模型,研究了纳秒脉冲的动态传输特性。在不考虑输入信号的情况下,受前向泵浦的掺镱双包层光纤上能级粒子数的分布呈现中间高两端低的特征。考虑连续信号输入,在放大器存在弱反馈条件下,泵浦功率越高,弱... 基于全光纤双包层脉冲掺镱放大器模型,研究了纳秒脉冲的动态传输特性。在不考虑输入信号的情况下,受前向泵浦的掺镱双包层光纤上能级粒子数的分布呈现中间高两端低的特征。考虑连续信号输入,在放大器存在弱反馈条件下,泵浦功率越高,弱反馈引起的后向放大信号消耗更多上能级粒子,正向的信号输出功率随着光纤长度的增加而降低。 展开更多
关键词 弱反馈 放大器 输出特性
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Yb^(3+)光纤放大器 被引量:19
3
作者 卢秀权 陈绍和 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期209-214,共6页
模拟计算了在 910nm抽运下掺镱光纤放大器 (YDFA)的增益、饱和与噪声特性 ,分析表明 ,975nm处反向传播的ASE是抑制放大器小信号增益并影响其噪声性能的重要因素。
关键词 光纤放大器 增益 饱和 噪声特性
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掺镱光纤放大器的实验研究 被引量:6
4
作者 王安廷 许立新 +5 位作者 明海 谢建平 张晓世 黄文财 安伟 吴云霞 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期777-779,共3页
介绍了利用国产掺镱光纤设计的掺镱光纤放大器的放大特性,分别把单频二极管抽运固体激光器(DPL)和窄线宽的半导体激光器(LD)产生的单频激光注入到掺镱光纤放大器中,对连续信号采用静态和交流调制两种形式进行放大,仅用18m光纤就获得超过... 介绍了利用国产掺镱光纤设计的掺镱光纤放大器的放大特性,分别把单频二极管抽运固体激光器(DPL)和窄线宽的半导体激光器(LD)产生的单频激光注入到掺镱光纤放大器中,对连续信号采用静态和交流调制两种形式进行放大,仅用18m光纤就获得超过26dB的增益。 展开更多
关键词 光纤放大器 单频 增益
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1.5kW近衍射极限全光纤窄带超荧光光源 被引量:8
5
作者 刘广柏 杨依枫 +8 位作者 雷敏 胡曼 郑也 刘驰 漆云凤 何兵 周军 魏运荣 楼祺洪 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期59-63,共5页
搭建了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)近衍射极限输出的超荧光源,线宽为亚纳米量级,最大输出功率为1509 W,输出斜率效率达到85.2%,光束质量因子稳定在M2=1.4。后向回光功率与输入功率呈线性关系,系统很好地抑制了受激布里渊散射(SBS),... 搭建了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)近衍射极限输出的超荧光源,线宽为亚纳米量级,最大输出功率为1509 W,输出斜率效率达到85.2%,光束质量因子稳定在M2=1.4。后向回光功率与输入功率呈线性关系,系统很好地抑制了受激布里渊散射(SBS),并且对环境具有很好的抗干扰能力。在整个输出功率范围内,没有观察到自脉冲和弛豫振荡现象。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 光纤放大器 放大自发辐射 光纤布拉格光栅
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有限元法模拟掺镱光纤放大器的脉冲放大特性 被引量:6
6
作者 徐云峰 詹仪 郑义 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期201-203,206,共4页
为了简单、快捷地模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性,采用有限元软件FEMLAB模拟掺Yb3+双包层光纤放大器的脉冲放大特性。用与快速傅里叶法模拟Yb3+光纤放大器脉冲放大特性相同的参量计算了在915nm前向抽运下,光纤放大器中的上能... 为了简单、快捷地模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性,采用有限元软件FEMLAB模拟掺Yb3+双包层光纤放大器的脉冲放大特性。用与快速傅里叶法模拟Yb3+光纤放大器脉冲放大特性相同的参量计算了在915nm前向抽运下,光纤放大器中的上能级粒子数,抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布,以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性,得到的与快速傅里叶法模拟的一致的粒子分布图等特征图,而且比快速傅里叶法得到更多和更准确的结果。结果表明,应用FEMLAB只需根据掺Yb3+光纤放大器的方程组,可以方便、快捷地确定参数进行数值模拟,对掺镱光纤放大器的系统设计和参量优化具有很好的参考价值。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤放大器 脉冲放大 双包层光纤
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掺镱光纤放大器的啁啾脉冲失谐放大特性 被引量:6
7
作者 刘建国 杨坤涛 +3 位作者 隋展 李明中 丁磊 王建军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期563-566,共4页
 研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1053nm的啁啾脉冲放大特性,发现针对高斯或超高斯脉冲,采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱,从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制,...  研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1053nm的啁啾脉冲放大特性,发现针对高斯或超高斯脉冲,采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱,从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制,发现对压缩质量影响较小。 展开更多
关键词 光纤放大器 啁啾脉冲放大 失谐放大 压缩质量 相位调制
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掺镱光纤放大器(YDFA)特性的研究 被引量:2
8
作者 张立文 郑义 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期11-13,共3页
根据二能级近似模型 ,在忽略光纤损耗和放大自发辐射 (ASE)的条件 ,引入光场与掺杂分布的重叠因子 ,得到掺镱光纤放大器 (YD FA)中速率、传输方程的解析解 ,在此基础上得到了放大器增益的解析表达式、阈值泵浦功率表达式和小信号下最佳... 根据二能级近似模型 ,在忽略光纤损耗和放大自发辐射 (ASE)的条件 ,引入光场与掺杂分布的重叠因子 ,得到掺镱光纤放大器 (YD FA)中速率、传输方程的解析解 ,在此基础上得到了放大器增益的解析表达式、阈值泵浦功率表达式和小信号下最佳光纤长度表达式 ,并利用数值模拟结果对放大器的增益、泵浦阈值、最佳光纤长度进行分析和讨论。 展开更多
关键词 光纤放大器 YDFA 速率方程 增益 最佳光纤长度
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掺镱光纤激光放大器的虚拟仿真设计
9
作者 苏鑫杨 田朝杨 +6 位作者 魏然 胡建国 冯建辉 聂子坤 池鸿翔 徐天佳 祝睿雪 《大学物理》 2024年第9期40-45,共6页
本文利用Python编程语言,设计并制作了一款掺镱光纤激光放大器的虚拟仿真软件.通过调节虚拟仿真软件中的输入种子信号光、泵浦光、泵浦方式、光纤长度以及光纤种类等初始数据,可输出放大后的信号光、泵浦光、ASE的二维光谱图、三维光谱... 本文利用Python编程语言,设计并制作了一款掺镱光纤激光放大器的虚拟仿真软件.通过调节虚拟仿真软件中的输入种子信号光、泵浦光、泵浦方式、光纤长度以及光纤种类等初始数据,可输出放大后的信号光、泵浦光、ASE的二维光谱图、三维光谱图、曲线图等,用户可通过该虚拟仿真程序观察放大器的输出结果.该软件能够在放大器相关实验中节省试错成本,提高实验效率,起到良好的教学效果. 展开更多
关键词 虚拟仿真 PYTHON 光纤放大器
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1.1kW窄光谱随机光纤激光放大 被引量:3
10
作者 李腾龙 李阳 +3 位作者 彭万敬 王小军 马毅 张凯 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期169-174,共6页
搭建了以掺镱光纤作为增益、单模光纤提供随机分布反馈的随机光纤激光器,最大输出功率为5.1 W,半峰全宽(FWHM)为0.34nm。以该激光器作为种子源,通过全光纤主振荡功率放大实现了1102 W的激光功率输出,光光效率为78.5%。放大过程中输出激... 搭建了以掺镱光纤作为增益、单模光纤提供随机分布反馈的随机光纤激光器,最大输出功率为5.1 W,半峰全宽(FWHM)为0.34nm。以该激光器作为种子源,通过全光纤主振荡功率放大实现了1102 W的激光功率输出,光光效率为78.5%。放大过程中输出激光的FWHM基本保持不变,均方根(RMS)谱宽为1.24nm。为进一步压缩随机光纤种子源的光谱线宽,利用窄谱光纤光栅对随机光纤种子源进行滤波,然后再进行放大,最大输出功率为1093 W,FWHM为0.61nm,均方根谱宽为0.92nm。放大过程中未观察到明显的放大自发辐射与受激布里渊散射现象。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 随机激光 光纤放大器
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频率失谐对掺镱光纤放大器中光脉冲传输特性的影响 被引量:1
11
作者 周小红 王泽勇 +2 位作者 王黎 高晓蓉 罗斌 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期122-126,共5页
为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性,建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了其传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。结果表明:对于掺镱光纤放大器,随着在放大器中的传... 为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性,建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了其传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。结果表明:对于掺镱光纤放大器,随着在放大器中的传输,光脉冲在放大的同时被展宽,产生变形,其功率谱加宽;当出现频率失谐时,光脉冲的放大能力减弱,并且失去输入时的对称性。若光脉冲中心频率沿不同的方向偏离介质增益峰值频率,脉冲变形规律不同。因此在设计放大系统时应该考虑光纤放大器的色散、非线性效应以及频率失谐对光脉冲传输特性的影响。 展开更多
关键词 光通信 传输特性 分步傅里叶变换法 光脉冲 光纤放大器 频率失谐
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改进的高功率飞秒脉冲系统理论研究 被引量:1
12
作者 王春灿 张帆 +3 位作者 耿蕊 童治 宁提纲 简水生 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期655-660,共6页
理论分析了由掺镱光纤放大器、高非线性光纤(HNLF)和光栅对组成的高功率飞秒脉冲产生系统。由于掺镱光纤放大器固有的有限带宽效应会导致脉冲抛物波形和线性啁啾的畸变,影响脉冲的压缩。在放大器和光栅对之间引入高非线性光纤,可以在展... 理论分析了由掺镱光纤放大器、高非线性光纤(HNLF)和光栅对组成的高功率飞秒脉冲产生系统。由于掺镱光纤放大器固有的有限带宽效应会导致脉冲抛物波形和线性啁啾的畸变,影响脉冲的压缩。在放大器和光栅对之间引入高非线性光纤,可以在展宽脉冲频谱的同时也保持波形和线性啁啾。针对高非线性光纤计算了不同的非线性系数和色散参量对压缩脉冲宽度和压缩效率的影响。研究表明,较高的非线性系数可以进一步降低最小压缩脉冲宽度,但是压缩效率随光纤长度增加而下降的趋势也变得越显著;较低的色散参量有利于得到更短的压缩脉冲,并且相对较高色散参量不会显著地降低压缩效率;在一定范围内,通过延长高非线性光纤可以缩短压缩脉冲,同时需要兼顾压缩效率。 展开更多
关键词 非线性光学 光纤放大器 有限带宽 飞秒脉冲 高非线性光纤
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光谱不展宽的1.08 kW窄线宽全光纤超荧光源 被引量:1
13
作者 张璟璞 丁亚茜 +2 位作者 赵翔 穆玮韬 邢美术 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期1-6,共6页
搭建了一个全光纤窄线宽超荧光源,经过多级功率放大后,输出功率提升至1.08 kW,最高功率时光谱的半峰全宽为0.23 nm。通过色散调控的方法,对窄线宽超荧光源进行优化。改进后的超荧光源在最高功率时,光谱的半峰全宽被压缩至0.20 nm,并且... 搭建了一个全光纤窄线宽超荧光源,经过多级功率放大后,输出功率提升至1.08 kW,最高功率时光谱的半峰全宽为0.23 nm。通过色散调控的方法,对窄线宽超荧光源进行优化。改进后的超荧光源在最高功率时,光谱的半峰全宽被压缩至0.20 nm,并且在功率放大过程中,光谱的半峰全宽不随功率展宽。所提光源应用于光谱合成系统中时,可以有效地提升合成光的光束质量。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 放大自发辐射 光纤放大器 光谱合成
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后向泵浦高功率掺镱光纤放大器的非弹性散射效应 被引量:1
14
作者 冯杰 周晓军 +2 位作者 张旨遥 秦祖军 刘永 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1148-1152,共5页
在考虑受激布里渊散射和受激喇曼散射效应的基础上,数值求解了双包层掺镱光纤放大器的速率-传输方程,分析了后向泵浦高功率掺镱光纤放大器在不同信号光线宽、光纤长度和纤芯直径下的输出特性,研究了受激布里渊散射和受激喇曼散射的抑制... 在考虑受激布里渊散射和受激喇曼散射效应的基础上,数值求解了双包层掺镱光纤放大器的速率-传输方程,分析了后向泵浦高功率掺镱光纤放大器在不同信号光线宽、光纤长度和纤芯直径下的输出特性,研究了受激布里渊散射和受激喇曼散射的抑制条件。计算结果表明:在后向泵浦方式下,若掺镱光纤长度小于0.68 m,纤芯直径大于26μm,信号光线宽大于0.04 nm,则放大过程中的受激布里渊散射和受激喇曼散射能同时得到有效抑制。 展开更多
关键词 光纤放大器 后向泵浦 受激布里渊散射 受激喇曼散射 高功率
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双程掺镱光纤放大器的增益特征及优化
15
作者 刘雁 王春雨 陆雨田 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1243-1246,共4页
比较了掺钕光纤和掺镱光纤对1064 nm光放大的特点.基于速率方程和传输方程,数值分析了在915 nm泵浦下双程掺镱光纤放大器的增益特征,并且和传统的单程放大进行了比较.分析了信号光和泵浦光,以及粒子数沿着光纤方向的分布特点.最后对双... 比较了掺钕光纤和掺镱光纤对1064 nm光放大的特点.基于速率方程和传输方程,数值分析了在915 nm泵浦下双程掺镱光纤放大器的增益特征,并且和传统的单程放大进行了比较.分析了信号光和泵浦光,以及粒子数沿着光纤方向的分布特点.最后对双程掺镱光纤放大器进行了优化. 展开更多
关键词 光纤放大器 增益特性 双程
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掺镱光纤放大器混沌输出随机特性研究 被引量:1
16
作者 祝王华 杨玲珍 +3 位作者 任静峰 李佳 吴天龙 王娟芬 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第19期242-248,共7页
对混沌激光在放大过程中的随机特性进行了实验研究。基于光纤中的非线性克尔效应,通常采用环形腔结构来产生混沌激光。通过控制泵浦源电流实现了不同功率混沌激光的输出,并利用掺镱光纤放大器进行放大。然后,利用排列熵、偏度和峰度对... 对混沌激光在放大过程中的随机特性进行了实验研究。基于光纤中的非线性克尔效应,通常采用环形腔结构来产生混沌激光。通过控制泵浦源电流实现了不同功率混沌激光的输出,并利用掺镱光纤放大器进行放大。然后,利用排列熵、偏度和峰度对混沌激光放大过程中的随机特性进行了定量分析。结果表明:排列熵随光纤放大器泵浦电流的增大而减小并趋于一个稳定值;在排列熵相近时,偏度和峰度随光纤放大器泵浦电流的增大呈先增大后减小的趋势,即放大过程中混沌激光的随机特性先减小后增加。 展开更多
关键词 激光光学 混沌激光 光纤放大器 排列熵 偏度 峰度 随机特性
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掺Yb^(3+)光纤放大器的速率-传输方程分析
17
作者 邵铭 张立文 高明义 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期356-359,共4页
文中分析了描述掺Yb3+光纤放大器(YDFA)的能级速率方程和光传输方程,得到了掺Yb3+光纤放大器的速率-传输方程组在稳态条件下的解析解,在此基础上得到了泵浦阈值和小信号下最佳光纤长度的表达式,并利用数值模拟结果对放大器的增益特性、... 文中分析了描述掺Yb3+光纤放大器(YDFA)的能级速率方程和光传输方程,得到了掺Yb3+光纤放大器的速率-传输方程组在稳态条件下的解析解,在此基础上得到了泵浦阈值和小信号下最佳光纤长度的表达式,并利用数值模拟结果对放大器的增益特性、泵浦阈值、最佳光纤长度进行分析和讨论。 展开更多
关键词 光纤放大器 速率-传输方程 增益 泵浦阚值 光纤长度 YB YDFA
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宽带YDFA的设计
18
作者 郭葆玲 马云亮 《光纤与电缆及其应用技术》 2008年第3期14-18,共5页
介绍了掺镱光纤放大器的基本结构和基本原理及掺镱光纤的特性。由于激发态2F5/2和基态2F7/2的间隔比子能级的间隔大得多,且粒子数在各子能级达到热平衡分布的时间很短,所以用类似EDFA的二能级系统模型来研究YDFA,在二能级系统上建立掺... 介绍了掺镱光纤放大器的基本结构和基本原理及掺镱光纤的特性。由于激发态2F5/2和基态2F7/2的间隔比子能级的间隔大得多,且粒子数在各子能级达到热平衡分布的时间很短,所以用类似EDFA的二能级系统模型来研究YDFA,在二能级系统上建立掺镱光纤放大器模型,并在不考虑ASE的情况下进行了数值模拟,分析了不同泵浦功率下的最佳光纤长度和掺镱光纤放大器的增益谱特性。在此基础上重点介绍了掺镱光纤放大器的设计,并通过试验加以验证。 展开更多
关键词 放大器 光纤放大器 速率方程 增益
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三阶色散对脉冲经光纤放大器后增益特性的影响
19
作者 耿蕊 简水生 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期139-142,共4页
为研究限制啁啾脉冲放大(CPA)系统产生高能超短激光脉冲的可能因素,采用时间相关的非线性辐射迁移方程组描述掺镱光纤中脉冲的放大过程,并利用此模型分析了脉冲初始三阶色散(TOD)对脉冲经放大器传输后的功率增益特性的影响.数值结果表明... 为研究限制啁啾脉冲放大(CPA)系统产生高能超短激光脉冲的可能因素,采用时间相关的非线性辐射迁移方程组描述掺镱光纤中脉冲的放大过程,并利用此模型分析了脉冲初始三阶色散(TOD)对脉冲经放大器传输后的功率增益特性的影响.数值结果表明,当入射脉冲能量相同时,初始TOD为0的脉冲放大后的输出峰值功率增益比具有正TOD的脉冲峰值功率增益小,却比TOD为负值的脉冲峰值功率增益大,并且增益值间的差别随脉冲初始能量的增大而增大. 展开更多
关键词 超短脉冲 光纤放大器 三阶色散 峰值功率增益
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1064nm脉冲激光前置放大器研究
20
作者 果鑫 刘丰年 +2 位作者 李娜 孔令芳 李长云 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期150-154,共5页
采用级联波分复用的泵浦耦合方式,对平均功率0.5 mW、脉宽20 ns、重复频率50 kHz的小信号纳秒脉冲进行单模放大,采用分段泵浦技术,优化两级泵浦功率值,获得了平均功率26 mW,信噪比25 dB的脉冲输出,相应增益为17.1 dB。为高功率放大提供... 采用级联波分复用的泵浦耦合方式,对平均功率0.5 mW、脉宽20 ns、重复频率50 kHz的小信号纳秒脉冲进行单模放大,采用分段泵浦技术,优化两级泵浦功率值,获得了平均功率26 mW,信噪比25 dB的脉冲输出,相应增益为17.1 dB。为高功率放大提供了性能优良的脉冲种子源。 展开更多
关键词 WDM级联 脉冲放大器 信噪比 信号增益
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