分布光纤拉曼放大器多路干涉的分析方法

基于双向抽运拉曼放大器的功率耦合方程,采用遗传算法和级链的全局收敛的broyden方法,提出一种优化设计不同形式双向抽运宽带光纤拉曼放大器的自动配置算法。该算法的特点是计算速度快、收敛性好、适应面广。通过对单光纤的分布式、具有不同增益要求的分立式以及不同周期的色散管理结构的分布式双向抽运拉曼放大器的设计表明:在10thz的增益带宽内,放大器的增益平坦度均优于±0.6db,表明了该算法的可行性。此方法为采用双向抽运技术的拉曼放大器及其相应的全拉曼光纤传输系统的设计提供了一个公共平台

在考虑了增益介质的色散、非线性效应、增益以及损耗后,推导出超短光脉冲在分布式光纤放大器中的基本传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了皮秒光脉冲的放大传输状态,重点分析了群速度色散和三阶色散对光脉冲特性的影响。

对双向抽运拉曼光纤放大器(rfa)的噪声特性、增益饱和及抽运功率转换效率进行了详细研究。结果表明,双向抽运拉曼光纤放大器的噪声特性介于前向抽运与后向抽运之间,但主要取决于前向抽运方式所导致的噪声特性;双向抽运方式的饱和功率低于单向抽运方式的饱和功率,同前向抽运与后向抽运提供的增益比例有关;双向抽运方式的抽运功率转换效率同信号光功率及前、后向抽运提供的增益有关,当信号光功率较低时,增加前向抽运的比例可取得较高的抽运功率转换效率,而信号光功率较高时,增加后向抽运的比例可取得较高的抽运功率转换效率。研究一种配置(情况3)的双向抽运拉曼光纤放大器,可以完全补偿100km传输线路的损耗(包括无源器件的损耗),最低光信噪比为30.21db。

光纤通信放大器

学号10043112姓名黄任军 第1页共16页 哈尔滨学院答题纸 课程光纤通信2013－2014学年第1学期 课程代码40425012专业班级电气自动化10-1班 姓名：黄任军学号：10043112 成绩评阅人 检查项目权重得分 (1)选题意义：文献分析是否透 彻，选题是否为研究领域的前 沿或热点话题。 20 (2)学术价值和应用价值：论文 结构是否合理，概念是否准确， 论证是否合乎逻辑；分析问题 是否有一定的深度，解决问题 是否有一定的创新。 40 (3)论文摘要：摘要能否简要地 阐明研究目的、方法、范围、 结果及结论。 20 (4)论文格式：论文格式符合 要求。 10 (5)文献引用：文献格式是否规 范，引用是否够全面。 10 合计100 学号100

利用光子转换理论的受激喇曼散射(srs)耦合方程,结合双向多波长泵浦和光纤级联两种方法,提出了一种新型的具有平坦增益的宽带光纤喇曼放大器(fra)。采用数值解法对100信道的波分复用(wdm)系统进行了仿真,得到了宽带增益平坦的功率输出,为光纤喇曼放大器(fra)增益平坦化提供了一种新的实现方法。

首先介绍了多波长泵浦的喇曼光纤放大器(fra)的系统结构,然后详细分析了泵浦模块的结构以及设计中考虑的问题,最后讨论了泵浦激光器的功率配置问题,以达到设计所要求的开关增益、放大带宽和增益平坦特性等。

根据不同的泵浦方式,对多模光纤放大器运用多模速率方程组,采用四阶龙格-库塔法数值计算和分析了在不同泵浦方式下的泵浦效率和信号光在光纤放大器中的传输、放大行为,并研究了在光纤放大器光纤长度有微小变化(mm量级)的情况下,输出光的光束质量与光纤长度的关系。结果表明:输出信号光的光束质量因子随光纤长度微小变化而呈准周期变化,周期与信号光耦合入光纤放大器的本征模式间的传播常数差有关。

使用一个带步进延迟线的沃拉斯顿棱镜的电扫描仪和一个ccd阵列作为一个译码单元,设计了一个译码干涉系统与带非零组差的温度补偿压力传感器,并对温度补偿法以及串-并混合结构进行了阐述

有线数字电视信号在长距离光纤传输中c/n是一个重要指标,普通edfa单独使用时无法保证c/n值,因此引入rfa,并分析了rfa的工作原理和特点。

光纤通信中的光放大器

在变步长的龙格库塔法的基础上,提出利用打靶法,通过先猜测再修正的逐渐逼近的方法来确定计算初始值,进而求解双向泵浦喇曼放大器的功率耦合方程。并利用此算法对三泵浦波长的喇曼放大器进行优化设计,选择泵浦波长分别为1427nm、1445nm和1466nm时进行数值模拟,得到了1db带宽35nm左右的较好的增益平坦度。

介绍光纤放大器的类型、放大器的应用方式、中继段增长的计算方法以及光纤放大器在工程应用中的注意事项.

重点讨论和介绍了喇曼光纤放大器(rfa)在长跨距sdh线路中的应用,及产品设计中需要考虑和解决的问题,探讨了超长跨距sdh光传输系统的实现方案和测试结果。首次给出了rfa在国内2.5gbit/s系统200kmg.652光纤上的现场应用结果,对rfa的推广和应用具有积极的参考意义。

为适应当代信息社会的高速发展,基于高速光纤通讯系统的高速信息传输设备也在不断发展和完善,本文以高速光纤通讯系统中的光纤放大器为主要分析对象,简要概述光纤通讯的发展史,并综合讨论高速光纤通讯系统中使用光纤放大器的优势、类型及其相应的发展前景及未来展望.

提出了用打靶法计算双向泵浦的拉曼放大器传输方程的算法。该算法不仅可以求解前向泵浦、背向泵浦的拉曼放大器传输方程,也可以计算双向泵浦的拉曼放大器传输方程。该算法利用了先猜测,再修正的逐渐逼近的方法来求解传输方程。利用该算法,对用三波长拉曼光纤激光器泵浦的拉曼放大器进行了优化设计,在波长分别为1427nm,1445nm和1466nm,功率分别为500mw,120mw,400mw时,获得了1db带宽约为40nm的结果,并用试验进行了验证。　

研究了反向泵浦光纤喇曼放大器中泵浦和信号的求解方法,并且分析了双重瑞利散射噪声的特性,提出了在考虑反向喇曼光放大作用时,双重瑞利散射噪声的表达式。给出了在加入光隔离器进行抑制后,双重瑞利散射噪声的计算方法,并进行了模拟分析,得出了放置光隔离器的最佳位置。

研究了百皮秒脉冲在掺镱双包层光纤放大器(yddcfa)中的放大特性及非线性效应。在1053nm波段,分别对重复频率为70mhz的准连续百皮秒信号和1hz的单脉冲百皮秒信号进行了放大。准连续脉冲输入信号平均功率为55mw,谱宽为0.016nm,饱和增益为7.02db,使用法布里-珀罗(f-p)干涉仪测量自相位调制(spm)效应引起的信号光谱展宽为0.01nm。单脉冲输入信号峰值功率为8.1w,在输出峰值功率为6950w、增益为29.3db时发生受激拉曼散射(srs)效应,利用光纤布拉格光栅拉伸扫描的方法,观察到spm和srs效应引起的光谱变化,利用单模光纤的色散作用分离信号脉冲和斯托克斯脉冲,对srs现象进行了判断,解决了单脉冲光谱不易观察的问题。实验结果表明,srs效应是制约百皮秒脉冲放大的主要因素。

在光纤激光相干合成中,需要探测各路光束之间的平移误差.提出了一种条纹提取算法,利用此算法能得到准确的相位平移扰动.基于此算法,针对两路光纤放大器测量了毫瓦量级的光纤放大器的相位噪声特性,然后采用高速数字处理电路以及能动分块反射镜完成了平移相位扰动的实时校正.实验结果表明,闭环前后条纹对比度从0.09提高到0.25,平移误相位噪声强度的幅值从1053.4nm降低到116.7nm,系统校正精度达到1/10λ,控制带宽约为50hz.

为了提高多模光纤放大器输出光束质量,基于多模纤芯中各个模式的传输和放大机理,提出了一种新的模式控制方法——增益-损耗控制,通过变化纤芯中掺杂的浓度、形状和材料,实现对高阶模式的抑制。根据多模纤芯双包层掺镱光纤放大器模型,对基于增益-损耗控制的选模特性进行了数值模拟和实例分析,得到了优化设计方法。结果表明,该方法可以有效抑制放大器中的高阶模,输出基模功率百分比可达90%以上。

主振荡功率放大器(mopa)结构光纤激光相干合成通常被认为需要种子源保持单频输出,而由此引入的非线性效应限制了单链路光纤激光的输出功率。采用宽谱种子源和多波长种子源是抑制非线性效应的有效方式。利用随机并行梯度下降法对三路宽谱光纤放大器和三路多波长光纤放大器相干合成进行了实验研究,取得了理想的相干合成效果。实验结果表明,谱线宽度不是制约mopa结构相干合成的因素,宽谱放大器和多波长放大器的使用有望使mopa结构光纤激光相干合成系统获得更高功率的输出。

利用2×2熔融拉锥型光纤耦合器,提出构建双m-z干涉系统方案,分析了熔融拉锥耦合器参数特性对双m-z干涉系统稳定性的影响以及干涉臂输出光强特性。该实验系统低频振动周期为3±0.32min,系统漂移速率为2.82rad/min。