Войти
Оптические усилители используются для создания лазерных направляющих звезд, обеспечивающих обратную связь к системам управления адаптивной оптикой, которые динамически регулируют форму зеркал в самых больших астрономических телескопах.оптический усилитель - это устройство, которое усиливает оптический сигнал напрямую, без необходимости сначала преобразовывать его в электрический сигнал. Оптический усилитель можно рассматривать как лазер без оптического резонатора или как тот, в котором обратная связь с резонатором подавлена. Оптические усилители важны в оптической связи и лазерной физике. Они используются в качестве оптических повторителей в длинных оптоволоконных кабелях, по которым проходит большая часть мировых телекоммуникационных линий.
Существует несколько различных физических механизмов, которые можно использовать для усиления светового сигнала, которые соответствуют основным типам оптических усилителей. В усилителях с легированным волокном и объемных лазерах стимулированное излучение в усилительной среде усилителя вызывает усиление падающего света. В полупроводниковых оптических усилителях (ПОУ) происходит рекомбинация электронов -дырок . В Рамановских усилителях, комбинационное рассеяние падающего света с фононами в решетке усиливающей среды производит фотоны, когерентные с входящими фотонами. Параметрические усилители используют параметрическое усиление.
Практически любой лазер активная среда усиления может быть накачана для получения усиления для света на длине волны лазера, изготовленного из того же материала, что и его усиливающая среда. Такие усилители обычно используются для создания высокомощных лазерных систем. Специальные типы, такие как регенеративные усилители и усилители чирпированных импульсов, используются для усиления ультракоротких импульсов.
Твердотельные усилители оптические усилители, в которых используется широкий спектр легированных твердотельных материалов (Nd: YAG, Yb: YAG, Ti: Sa ) и различной геометрии (диск, плита, стержень) для усиления оптических сигналов. Разнообразие материалов позволяет усиливать волны различной длины, в то время как форма среды позволяет различать более подходящие для масштабирования энергии средней мощности. Помимо их использования в фундаментальных исследованиях от обнаружения гравитационных волн до физики высоких энергий в National Ignition Facility, они также могут быть найдены во многих современных ультракоротких импульсных лазерах.
Принципиальная схема простого усилителя на легированном волокне Усилители на легированном волокне (DFA) - это оптические усилители, в которых в качестве усиления используется легированное оптическое волокно. среда для усиления оптического сигнала. Они относятся к волоконным лазерам. Усиливаемый сигнал и лазер накачки мультиплексируются в легированное волокно, и сигнал усиливается за счет взаимодействия с легирующими ионами.
Усиление достигается за счет вынужденного излучения фотонов из легирующих ионов в легированном волокне. Лазер накачки возбуждает ионы с более высокой энергией, откуда они могут распадаться посредством вынужденного излучения фотона с длиной волны сигнала обратно на более низкий энергетический уровень. Возбужденные ионы также могут распадаться самопроизвольно (спонтанное излучение) или даже в результате безызлучательных процессов, связанных с взаимодействием с фононами стеклянной матрицы. Эти последние два механизма распада конкурируют со стимулированным излучением, снижая эффективность усиления света.
Окно усиления оптического усилителя - это диапазон длин оптических волн, для которых усилитель дает полезный коэффициент усиления. Окно усиления определяется спектроскопическими свойствами легирующих ионов, стеклянной структурой оптического волокна, а также длиной волны и мощностью лазера накачки.
Хотя электронные переходы изолированного иона очень хорошо определены, расширение энергетических уровней происходит, когда ионы встраиваются в стекло оптического волокна, и, таким образом, окно усиления также расширяется. Это уширение бывает как однородным (все ионы демонстрируют один и тот же расширенный спектр), так и неоднородным (разные ионы в разных местах стекла демонстрируют разные спектры). Однородное уширение возникает из-за взаимодействия с фононами стекла, в то время как неоднородное уширение вызвано различиями в узлах стекла, в которых размещены разные ионы. Разные участки подвергают ионы воздействию различных локальных электрических полей, которые сдвигают уровни энергии за счет эффекта Штарка. Кроме того, эффект Штарка также снимает вырождение энергетических состояний, имеющих одинаковый полный угловой момент (определяемый квантовым числом J). Так, например, трехвалентный ион эрбия (Er) имеет основное состояние с J = 15/2 и в присутствии электрического поля расщепляется на J + 1/2 = 8 подуровней с немного разными энергиями. Первое возбужденное состояние имеет J = 13/2 и, следовательно, штарковское многообразие с 7 подуровнями. Переходы из возбужденного состояния J = 13/2 в основное состояние J = 15/2 ответственны за усиление на длине волны 1500 нм. Спектр усиления EDFA имеет несколько пиков, которые размыты указанными выше механизмами уширения. Конечный результат - очень широкий спектр (обычно 30 нм в диоксиде кремния). Широкая полоса пропускания волоконных усилителей делает их особенно полезными в системах связи с мультиплексированием с разделением по длине волны, поскольку один усилитель может использоваться для усиления всех сигналов, передаваемых по оптоволокну, чьи длины волн попадают в окно усиления.
Волноводный усилитель, легированный эрбием (EDWA), представляет собой оптический усилитель, в котором используется волновод для усиления оптического сигнала.
Относительно мощный луч света смешивается с входным сигналом с помощью селективного элемента связи по длине волны (WSC). Входной сигнал и возбуждающий свет должны иметь существенно разные длины волн. Смешанный свет направляется в участок волокна с ионами эрбия, включенными в сердцевину. Этот мощный световой пучок переводит ионы эрбия в более высокоэнергетическое состояние. Когда фотоны, принадлежащие сигналу с длиной волны, отличной от длины волны света накачки, встречаются с возбужденными ионами эрбия, ионы эрбия отдают часть своей энергии сигналу и возвращаются в свое состояние с более низкой энергией. Важным моментом является то, что эрбий отдает свою энергию в виде дополнительных фотонов, которые находятся точно в той же фазе и направлении, что и усиливаемый сигнал. Таким образом, сигнал усиливается только в направлении его движения. В этом нет ничего необычного - когда атом «генерирует», он всегда отдает свою энергию в том же направлении и фазе, что и падающий свет. Таким образом, вся дополнительная мощность сигнала направляется в том же волоконном режиме, что и входящий сигнал. Обычно на выходе размещается изолятор, предотвращающий возврат отражений от присоединенного волокна. Такие отражения нарушают работу усилителя и в крайнем случае могут превратить усилитель в лазер. Усилитель, легированный эрбием, представляет собой усилитель с высоким коэффициентом усиления.
Основным источником шума в DFA является усиленное спонтанное излучение (ASE), спектр которого примерно такой же, как и спектр усиления усилителя. Коэффициент шума в идеальном DFA составляет 3 дБ, в то время как практические усилители могут иметь коэффициент шума до 6–8 дБ.
Электроны на верхнем энергетическом уровне не только распадаются из-за вынужденного излучения, но и могут распадаться за счет спонтанного излучения, которое происходит случайно, в зависимости от структуры стекла и уровня инверсии. Фотоны излучаются самопроизвольно во всех направлениях, но часть из них будет испускаться в направлении, которое находится в пределах числовой апертуры волокна, и, таким образом, захватываются и направляются волокном. Эти захваченные фотоны могут затем взаимодействовать с другими ионами легирующей примеси и, таким образом, усиливаться за счет вынужденного излучения. Поэтому первоначальное спонтанное излучение усиливается таким же образом, как и сигналы, отсюда и термин усиленное спонтанное излучение. Усилитель излучает ASE как в прямом, так и в обратном направлениях, но только прямой ASE имеет прямое отношение к производительности системы, поскольку этот шум будет распространяться вместе с сигналом на приемник, где он ухудшает производительность системы. Однако ASE с встречным распространением может привести к ухудшению характеристик усилителя, поскольку ASE может снизить уровень инверсии и, таким образом, снизить коэффициент усиления усилителя и увеличить производимый шум по сравнению с желаемым коэффициентом усиления сигнала.
Коэффициент шума можно анализировать как в оптической, так и в электрической области. В оптической области измерение ASE, усиления оптического сигнала и длины волны сигнала с помощью анализатора оптического спектра позволяет рассчитать коэффициент шума. Для метода электрических измерений обнаруженный шум фототока оценивается с помощью малошумящего анализатора электрического спектра, который наряду с измерением усиления усилителя позволяет измерять коэффициент шума. Как правило, оптический метод обеспечивает более простой метод, хотя он не включает эффекты избыточного шума, улавливаемые электрическим методом, такие как генерация шума многолучевых помех (MPI). В обоих методах внимание к таким эффектам, как спонтанное излучение, сопровождающее входной сигнал, имеет решающее значение для точного измерения коэффициента шума.
Усиление достигается в DFA из-за инверсии ионной примеси. Уровень инверсии DFA задается, в первую очередь, мощностью длины волны накачки и мощностью на усиленных длинах волн. По мере увеличения мощности сигнала или уменьшения мощности накачки уровень инверсии будет уменьшаться, и, таким образом, коэффициент усиления усилителя будет уменьшаться. Этот эффект известен как насыщение усиления - по мере увеличения уровня сигнала усилитель насыщается и больше не может производить выходную мощность, поэтому коэффициент усиления уменьшается. Насыщенность также широко известна как компрессия усиления.
Для достижения оптимальных шумовых характеристик DFA работают при значительной степени сжатия усиления (обычно 10 дБ), так как это снижает скорость спонтанного излучения, тем самым уменьшая ASE. Еще одно преимущество работы DFA в области насыщения усиления состоит в том, что небольшие колебания мощности входного сигнала уменьшаются в выходном усиленном сигнале: меньшие мощности входного сигнала вызывают большее (менее насыщенное) усиление, в то время как большие входные мощности приводят к меньшему усилению.
Передний фронт импульса усиливается до тех пор, пока не будет достигнута энергия насыщения усиливающей среды. В некоторых условиях ширина (FWHM ) импульса уменьшается.
Из-за неоднородной части ширины линии уширения ионов легирующей примеси, спектр усиления имеет неоднородную составляющую, и насыщение усиления происходит в небольшой степени неоднородным образом. Этот эффект известен как сжигание спектральной дыры, потому что сигнал высокой мощности на одной длине волны может «прожечь» дыру в усилении для длин волн, близких к этому сигналу, за счет насыщения неоднородно уширенных ионов. Спектральные дыры различаются по ширине в зависимости от характеристик рассматриваемого оптического волокна и мощности горящего сигнала, но обычно составляют менее 1 нм на коротковолновом конце C-диапазона и несколько нм на длинноволновом конце. С-диапазона. Однако глубина отверстий очень мала, что затрудняет наблюдение на практике.
Хотя DFA по существу является поляризационно-независимым усилителем, небольшая часть ионов допанта взаимодействует преимущественно с определенными поляризациями, и может возникать небольшая зависимость от поляризации входного сигнала ( обычно < 0.5 dB). This is called Polarization Dependent Gain (PDG). The absorption and emission cross sections of the ions can be modeled as ellipsoids with the major axes aligned at random in all directions in different glass sites. The random distribution of the orientation of the ellipsoids in a glass produces a macroscopically isotropic medium, but a strong pump laser induces an anisotropic distribution by selectively exciting those ions that are more aligned with the optical field vector of the pump. Also, those excited ions aligned with the signal field produce more stimulated emission. The change in gain is thus dependent on the alignment of the polarizations of the pump and signal lasers – i.e. whether the two lasers are interacting with the same sub-set of dopant ions or not. In an ideal doped fiber without двойное лучепреломление, PDG будет неудобно большим. К счастью, в оптических волокнах всегда присутствует небольшое количество двойного лучепреломления, и, кроме того, быстрая и медленная оси изменяются случайным образом по длине волокна. Типичный DFA имеет несколько десятков метров, достаточно длинный, чтобы уже показать эту хаотичность осей двулучепреломления. Эти два комбинированных эффекта (которые в передающих волокнах приводят к поляризационной модовой дисперсии ) приводят к рассогласованию относительных поляризаций сигнала и лазеров накачки. вдоль волокна, что приводит к усреднению PDG. В результате PDG очень трудно наблюдать в одном усилителе (но это заметно в соединениях с несколькими каскадными усилителями)..
Волоконный усилитель, легированный эрбием (EDFA), является наиболее распространенным волоконным усилителем, поскольку его окно усиления совпадает с третьим окном пропускания оптического волокна на основе диоксида кремния. Сердцевина волокна из диоксида кремния легирована ионами трехвалентного эрбия (Er) и может эффективно накачиваться лазером на длинах волн 980 нм и 1480 нм или около них, а коэффициент усиления демонстрируется в области 1550 нм. Область амплификации EDFA варьируется от приложения к приложению и может составлять от нескольких нм до ~ 80 нм. Типичное использование EDFA в телекоммуникациях требует использования обычных усилителей или усилителей С-диапазона (от ~ 1525 нм до ~ 1565 нм), или длинных усилителей, или усилителей L-диапазона (от ~ 1565 нм до ~ 1610 нм). Обе эти полосы можно усилить с помощью EDFA, но нормально использовать два разных усилителя, каждый из которых оптимизирован для одной из полос.
Принципиальное различие между усилителями C- и L-диапазона состоит в том, что в усилителях L-диапазона используется более длинное легированное волокно. Более длинная длина волокна позволяет использовать более низкий уровень инверсии, тем самым давая излучение на более длинных волнах (из-за зонной структуры эрбия в диоксиде кремния), при этом обеспечивая полезный коэффициент усиления.
EDFA имеют два Обычно используемые полосы накачки - 980 нм и 1480 нм. Полоса 980 нм имеет более высокое поперечное сечение поглощения и обычно используется там, где требуется низкий уровень шума. Полоса поглощения относительно узкая, поэтому обычно требуются лазерные источники со стабилизированной длиной волны. Полоса 1480 нм имеет меньшее, но более широкое поперечное сечение поглощения и обычно используется для усилителей большей мощности. Комбинация накачки 980 нм и 1480 нм обычно используется в усилителях.
Усиление и генерация в световодах, легированных эрбием, были впервые продемонстрированы в 1986–87 годах двумя группами; один из них Дэвид Н. Пейн, Р. Мирс, И.М. Джонси и Л. Рики из Университета Саутгемптона и один из ATT Bell Laboratories, состоящий из Э. Десервира, П. Беккера и Дж. Симпсона. Двухкаскадный оптический усилитель, обеспечивающий плотное мультиплексирование с разделением волн (DWDM), был изобретен Стивеном Б. Александером из Ciena Corporation.
Усилители на легированном волокне тулиума использовались в усилителях с S-диапазоном (1450–1490 нм) и празеодимом в области 1300 нм. Однако до сих пор в этих регионах не было значительного коммерческого использования, и поэтому эти усилители не подвергались такому развитию, как EDFA. Однако волоконные лазеры и усилители, легированные иттербием, работающие с длиной волны около 1 микрометра, находят множество применений в промышленной обработке материалов, поскольку эти устройства могут быть изготовлены с чрезвычайно высокой выходной мощностью (десятки киловатт).
Полупроводниковые оптические усилители (ПОУ) - это усилители, в которых в качестве усиливающей среды используется полупроводник. Эти усилители имеют конструкцию, аналогичную лазерным диодам Фабри-Перо , но с антиотражающими элементами на торцах. Последние разработки включают в себя антибликовые покрытия, наклонный волновод и области окон, которые могут уменьшить отражение от торца до менее 0,001%. Поскольку это приводит к потере мощности в резонаторе, превышающей коэффициент усиления, это препятствует работе усилителя в качестве лазера. Другой тип SOA состоит из двух регионов. Одна часть имеет структуру лазерного диода Фабри-Перо, а другая имеет коническую форму, чтобы уменьшить плотность мощности на выходной грани.
Полупроводниковые оптические усилители обычно изготавливаются из составных полупроводников групп III-V, таких как GaAs / AlGaAs, InP / InGaAs, InP / InGaAsP и InP / InAlGaAs, хотя можно предположительно использовать любые полупроводники с прямой запрещенной зоной, такие как II-VI. Такие усилители часто используются в телекоммуникационных системах в виде компонентов с оптоволоконной разводкой, работающих на длинах волн сигнала от 850 до 1600 нм и генерирующих усиление до 30 дБ.
Полупроводниковый оптический усилитель небольших размеров с электрической накачкой. Он может быть потенциально менее дорогим, чем EDFA, и может быть интегрирован с полупроводниковыми лазерами, модуляторами и т. Д. Однако производительность все еще несопоставима с EDFA. SOA имеет более высокий уровень шума, меньшее усиление, умеренную зависимость от поляризации и высокую нелинейность с малым переходным временем. Основное преимущество SOA состоит в том, что могут выполняться все четыре типа нелинейных операций (перекрестная модуляция усиления, перекрестная фазовая модуляция, преобразование длины волны и четырехволновое смешение ). Кроме того, SOA может работать с маломощным лазером. Это происходит из-за короткого времени жизни верхнего состояния в наносекунде или меньше, так что усиление быстро реагирует на изменения мощности накачки или сигнала, а изменения усиления также вызывают фазовые изменения, которые могут искажать сигналы. Эта нелинейность представляет собой наиболее серьезную проблему для приложений оптической связи. Однако он обеспечивает возможность усиления в различных диапазонах длин волн от EDFA. Были разработаны «линейные оптические усилители», использующие методы ограничения усиления.
Высокая оптическая нелинейность делает полупроводниковые усилители привлекательными для любой обработки оптических сигналов, такой как полностью оптическое переключение и преобразование длины волны. Было проведено много исследований полупроводниковых оптических усилителей как элементов обработки оптических сигналов, преобразования длины волны, восстановления тактовой частоты, демультиплексирования сигналов и распознавания образов.
Недавним дополнением к семейству SOA является SOA с вертикальным резонатором (VCSOA). Эти устройства схожи по структуре с лазерами поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL ) и имеют много общего с ними. Основное различие при сравнении VCSOA и VCSEL заключается в пониженной отражательной способности зеркал, используемых в резонаторе усилителя. При использовании VCSOA необходима пониженная обратная связь, чтобы устройство не достигло порога генерации. Из-за чрезвычайно малой длины резонатора и, соответственно, тонкой среды усиления эти устройства демонстрируют очень низкое однопроходное усиление (обычно порядка нескольких процентов), а также очень большой свободный спектральный диапазон (FSR).. Небольшое однопроходное усиление требует относительно высокого коэффициента отражения зеркала для увеличения общего усиления сигнала. В дополнение к увеличению общего усиления сигнала использование структуры резонансной полости приводит к очень узкой полосе пропускания усиления; В сочетании с большим FSR оптического резонатора это эффективно ограничивает работу VCSOA одноканальным усилением. Таким образом, VCSOA можно рассматривать как усилительные фильтры.
Учитывая геометрию вертикального резонатора, VCSOA представляют собой оптические усилители с резонансным резонатором, которые работают с входным / выходным сигналом, входящим / выходящим перпендикулярно поверхности пластины. В дополнение к их небольшому размеру нормальная работа VCSOA дает ряд преимуществ, включая низкое энергопотребление, низкий коэффициент шума, нечувствительность к поляризации и возможность изготовления двумерных массивов с высоким коэффициентом заполнения на одном полупроводниковом кристалле.. Эти устройства все еще находятся на ранней стадии исследований, хотя были продемонстрированы многообещающие результаты в отношении предусилителей. Дальнейшее расширение технологии VCSOA - демонстрация устройств с перестраиваемой длиной волны. В этих МЭМС-перестраиваемых ПОУ с вертикальным резонатором используется механизм настройки на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС ) для широкой и непрерывной настройки длины волны пикового усиления усилителя. SOA имеют более быстрый отклик усиления, который составляет от 1 до 100 пс.
Для высокой выходной мощности и более широкого диапазона длин волн используются конические усилители. Эти усилители состоят из боковой одномодовой секции и секции с конической структурой, в которой лазерный свет усиливается. Коническая структура приводит к снижению плотности мощности на выходной грани.
Типичные параметры:
В рамановском усилителе сигнал усиливается посредством рамановского усиления. В отличие от EDFA и SOA эффект усиления достигается за счет нелинейного взаимодействия между сигналом и лазером накачки в оптическом волокне. Рамановские усилители бывают двух типов: распределенные и сосредоточенные. Распределенный рамановский усилитель - это такой усилитель, в котором передающее волокно используется в качестве усиливающей среды путем мультиплексирования длины волны накачки с длиной волны сигнала, в то время как рамановский усилитель с сосредоточенными параметрами использует выделенное волокно меньшей длины для обеспечения усиления. В случае рамановского усилителя с сосредоточенными параметрами используется высоконелинейное волокно с небольшой сердцевиной для увеличения взаимодействия между длинами волн сигнала и накачки и, таким образом, уменьшения необходимой длины волокна.
Свет накачки может вводиться в передающее волокно в том же направлении, что и сигнал (сонаправленная накачка), в противоположном направлении (противонаправленная накачка) или в обоих направлениях. Противонаправленная накачка более распространена, так как передача шума от насоса к сигналу уменьшается.
Мощность накачки, необходимая для рамановского усиления, выше, чем требуется для EDFA, при этом требуется более 500 мВт для достижения полезных уровней усиления в распределенном усилителе. Усилители с сосредоточенными параметрами, в которых свет накачки может быть надежно ограничен, чтобы избежать последствий для безопасности из-за высоких оптических мощностей, могут использовать более 1 Вт оптической мощности.
Основным преимуществом рамановского усиления является его способность обеспечивать распределенное усиление в передающем волокне, тем самым увеличивая длину промежутков между усилителем и участками регенерации. Ширина полосы усиления рамановских усилителей определяется используемыми длинами волн накачки, поэтому усиление может быть обеспечено в более широких и различных областях, чем это возможно с другими типами усилителей, которые зависят от примесей и конструкции устройства для определения `` окна '' усиления.
Рамановские усилители имеют несколько фундаментальных преимуществ. Во-первых, рамановское усиление присутствует в каждом волокне, что обеспечивает рентабельные средства модернизации с оконечных концов. Во-вторых, усиление является нерезонансным, что означает, что усиление доступно во всей области прозрачности волокна в диапазоне приблизительно от 0,3 до 2 мкм. Третье преимущество рамановских усилителей состоит в том, что спектр усиления может быть адаптирован путем настройки длин волн накачки. Например, можно использовать несколько линий накачки для увеличения оптической полосы пропускания, а распределение накачки определяет равномерность усиления. Еще одно преимущество рамановского усиления заключается в том, что это относительно широкополосный усилитель с полосой пропускания>5 ТГц, а коэффициент усиления достаточно плоский в широком диапазоне длин волн.
Однако ряд проблем, связанных с рамановскими усилителями, не позволил их более раннее принятие. Во-первых, по сравнению с EDFA, Рамановские усилители имеют относительно низкую эффективность накачки при более низких мощностях сигнала. Этот недостаток эффективности накачки, хотя и является недостатком, также облегчает ограничение усиления в рамановских усилителях. Во-вторых, для рамановских усилителей требуется волокно с более длинным усилением. Однако этот недостаток можно уменьшить, комбинируя усиление и компенсацию дисперсии в одном волокне. Третий недостаток рамановских усилителей - это малое время отклика, что приводит к появлению новых источников шума, о чем подробнее говорится ниже. Наконец, есть опасения по поводу нелинейных искажений в усилителе для каналов сигнала WDM.
Примечание: текст более ранней версии этой статьи был взят из общедоступного Федерального стандарта 1037C.
Оптический параметрический усилитель позволяет усиление слабого сигнала-импульса в нецентросимметричной нелинейной среде (например, бета-борат бария ( BBO)). В отличие от ранее упомянутых усилителей, которые в основном используются в телекоммуникационных средах, этот тип находит свое основное применение в расширении возможностей настройки частоты сверхбыстрых твердотельных лазеров (например, Ti: сапфир ). За счет использования неколлинеарной геометрии взаимодействия оптические параметрические усилители способны обеспечивать чрезвычайно широкую полосу усиления.
Внедрение мощных волоконных лазеров в качестве промышленного инструмента для обработки материалов продолжается уже несколько лет и в настоящее время расширяется на другие рынки, включая медицинские и научные рынки. Одним из ключевых усовершенствований, позволивших проникнуть на научный рынок, стали усовершенствования в волоконных усилителях с высокой четкостью изображения, которые теперь способны обеспечивать одночастотные ширины линии (<5 kHz) together with excellent beam quality and stable linearly polarized output. Systems meeting these specifications have steadily progressed in the last few years from a few watts of output power, initially to the tens of watts and now into the hundreds of watts power level. This power scaling has been achieved with developments in the fiber technology, such as the adoption of stimulated бриллюэновское рассеяние (SBS), методы подавления / уменьшения помех внутри волокна, а также Улучшения в общей конструкции усилителя, включая волокна с большой площадью моды (LMA) с сердцевиной с малой апертурой, микроструктурированные волокна стержневого типа со спиральной сердцевиной или волокна с хирально связанной сердцевиной и конические волокна с двойной оболочкой (T-DCF). Последнее поколение высококачественных, высокомощных и импульсных волоконных усилителей теперь обеспечивает уровни мощности, превышающие уровни мощности, доступные в коммерческих твердотельных одночастотных источниках, и открывают новые научные применения в качестве результат более высоких уровней мощности и стабильной оптимизированной производительности.
Существует несколько инструментов моделирования, которые можно использовать для проектирования оптических усилителей. Были разработаны популярные коммерческие инструменты компании Optiwave Systems и VPI Systems.
