反向泵浦光纤喇曼放大器中双重瑞利散射噪声的抑制

针对多芯光纤完善了描述抽运光、信号光和stokes信号的速率方程组.考虑了温差对受激布里渊散射的影响,利用有限元法求解温度分布方程组,分析了前向和后向抽运方式、对流系数、stokes初始功率、光纤掺杂粒子密度和光纤长度对受激布里渊散射增益的影响.研究表明:后向抽运方式在抑制受激布里渊散射方面具有明显优势;减小对流系数有助于抑制受激布里渊散射;提高光纤掺杂密度能够加强抑制受激布里渊散射,同时也有助于提高光纤放大器的斜率效率.比较了在相同最佳光纤长度条件下,单芯和19芯光纤放大器的最高工作温度和受激布里渊散射增益.在受激布里渊散射增益小于阈值的前提下,19芯光纤放大器比单芯光纤放大器具有较低的最高工作温度,为进一步提升输出功率提供了更大空间.

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。

运用工程化掺铒光纤放大器模拟理论方法，基于国产１４８０ｎｍｌｄ泵源和国产ｅｒ＾３＋／ａｌ＾３＋共掺杂光纤，从理论和实验上分析比较了新型两段级联泵浦与普通单段双泵两种结构ｅｄｆａ的增益、功率和限幅特性。两段级联ｅｄｆａ比单段ｅｄｆａ的增益、３ｄｂ饱和输出功率和动态范围分别提高了５ｄｂ、１ｄｂ和１２ｄｂ，泵浦光转换效率改善了２０％。

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。　

利用连续光纤激光器为泵浦源,对单模石英光纤中的受激喇曼散射进行了实验研究在较低功率泵浦下,观察到由自发喇曼散射向受激喇曼散射演化的过程中,光谱不断变窄;当stokes波信号功率较强时,观察到光谱峰值相对于泵浦波的频移量从440cm-1转化到490cm-1在改进耦合系统后,不仅观察到一级喇曼频移,并且观察到了高阶stokes光在产生多级喇曼光谱时能量移动比较复杂,每两级的喇曼频移间隔并不完全相同

精选范本,供参考！ 光纤中的散射光 当光（电磁）波射入介质时，若介质中存在某些不均匀性（如电场、相位、 粒子数密度n、声速v等）使光（电磁）波的传播发生变化，有一部分能量偏离 预定的传播方向而向空间中其他任意方向弥散开来，这就是光散射。光的散射现 象的表现形式是多种多样的，从不同的角度出发，可有不同的分类，但从产物的 物理机制来看，可以分为两大类： 第一类是非纯净介质中的光散射，该散射现象不是介质本身所固有的，而强 烈地依赖于掺杂进来的散射中心的性质或介质本身的纯净度。其规律主要表现 为：散射光的频率与入射光的频率相同；散射光的强度与入射波长成一定关系。 第二类是纯净介质中的散射，即使所考虑的介质是由成分相同的纯物质组 成，其中不含有外来掺杂的质点、颗粒或结构缺陷等，仍然有可能产生光的散射 现象，这些散射现象是介质本身所固有的，与介质本身的纯净度没有本质上的关

由多通放大器的理论计算了脉冲的放大特性，并进行了钛宝石的四程放大实验。当输入信号光为１ｍｊ时，通过四程放大，获得ｔ２０ｍｊ的脉冲输出。

通过合理分析提出了便于计算多波长双向抽运光纤拉曼放大器信号及噪声功率的实用数值模型,给出求解信号和噪声功率的快速算法。在定义抽运方向度为前向抽运功率与总抽运功率值的比值后,通过对计算结果的分析发现信道平均放大自发辐射噪声功率随着抽运方向度的提高而单调递减;而信道平均双重瑞利散射噪声功率相对抽运方向度的变化曲线始终成u字形。不同的增益下存在对应的最优抽运方向度,在此抽运方向度下放大器总噪声最低。进而考虑在信号非线性失真的条件下提出了抽运方向度优化的衡量指标。优化后的多波长双向抽运方式不仅能保证对所有信道的平坦放大,而且其综合性能明显高于后向抽运方式。

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。

为了获得小体积高功率3~5μm中红外激光输出,通过高重复频率驱动调q技术和种子注入光放大技术,获得高功率高光束质量1.06μm光纤激光输出,外置起偏器获得两束激光输出,利用波片偏振旋光原理,实现两束偏振态一致的激光输出,泵浦非线性晶体ppln进行频率变换,实现高功率3~5μm中红外激光输出。在电源输入电流60a,调q驱动频率50khz的条件下,获得最高功率6.2w的3.8μm中红外激光,1.06μm到3.8μm转化效率为16%。实验结果表明:通过光纤激光器泵浦光参量振荡器,可获得高功率3.8μm中红外激光输出。

考虑了高阶色散,利用泵浦波、信号波和闲频波耦合方程,推导出了高非线性光纤中信号增益的表达式。该文研究表明光参量放大器的增益与零色散波长附近的泵浦波的波长取值具有相关性。泵浦波波长与零色散波长的值相近时,可以得到较大的增益带宽和较高的增益。当泵浦波波长和零色散波长之差超过一定值时,带宽和增益就会变小。

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。

在以yag倍频激光器为光源进行阶跃型单模石英光纤的受激喇曼散射实验中发现,随斯托克斯波级次的增高,产生的模式为光纤所能传输的最高阶模式。由于光纤中介质对不同的波长具有不同的色散效应,因此,对能形成导模的斯托克斯波要求其要同时满足色散效应和受激喇曼位相匹配这两个条件,才能在光纤中传输。根据理论计算能够很好地解释实验现象。

在以yag倍频激光器为光源进行阶跃型单模石英光纤的受激喇曼散射实验中发现,随斯托克斯波级次的增高,产生的模式为光纤所能传输的最高阶模式。由于光纤中介质对不同的波长具有不同的色散效应,因此,要求形成导模的斯托克斯波能同时满足色散效应和受激喇曼位相匹配这两个条件,才能在光纤中传输。根据理论计算能够很好的解释实验现象。

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

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。

用三维电子输运ｍｏｎｔｅ－ｃａｒｌｏ（ｍｃ）方法研究了双向四电子束泵浦ｋｒｆ准分子激光器ｍｏｐａ系统中主放大器（ｈ１ｍ）的能量沉积空间分布。计入了ｈｉｂａｃｈｉ结构和主膜的影响。对０．５ｍｅｖ的电子，泵浦方向能量沉积基本均匀，而在轴向，因为两窗口间的１４ｃｍ“死区”使得能量沉积呈“马鞍形”，峰谷比为２～３。给出了能量沉积的总量及能量沉积效率与电子束能的关系曲线，为ｍａｒｘ发生器的二极管电压进行优化设计提供了依据。

基于已有理论模型,利用1064nm连续波抽运源在不同抽运光强下对不同长度光纤抽运所产生的受激喇曼散射现象进行数值模拟,并对模拟结果作了分析.研究发现:发生受激喇曼散射现象时,抽运光强和光纤长度发生兑换;能量红移现象普遍存在,包括同阶stokes光谱内部和不同阶的stokes光谱之间.抽运光强越大,能量红移现象越明显.

为了研究抽运功率配置对双向抽运光纤喇曼放大器性能的影响,基于已有的耦合方程,采用数值仿真方法,分析了不同抽运功率配置对双向抽运光纤喇曼放大器的增益、增益饱和以及抽运功率转换效率的影响。结果表明,双向抽运光纤喇曼放大器的增益、增益饱和以及抽运功率转换效率特性均介于同向和反向抽运光纤喇曼放大器之间,并且随着同向抽运功率在抽运总功率中所占比例的升高,增益、增益饱和功率和抽运功率转换效率的数值增加;大信号、抽运功率较大时,抽运功率配置对双向抽运光纤喇曼放大器性能的影响显著。这对双向抽运光纤喇曼放大器和光纤激光研究具有一定的参考价值。

我们采用掺镱双包层光纤制作了高密度封装的光纤放大器，该放大器采用工作波长为９７５ｎｍ的激光二极管进行ｖ形槽侧向泵浦。在饱和状态下，该放大器可输出波长为１０６４ｎｍ的１ｗ光功率。１０７５ｎｍ波长的小信号增益最大值达到５０ｄｂ，在１０４２－１０９３ｎｍ，则大于４０ｄｂ。

研究了1064nm波长双向泵浦的掺铥石英光纤放大器(tdsfa),测量了信号开关增益随泵浦功率和信号波长的变化情况.在最大入纤功率1400mw泵浦下,放大器在1485～1517nm的较宽范围内具有放大能力,最大增益3.76db.分析表明,弱的基态吸收和强的激发态吸收限制了放大器增益的进一步提高,表明上转换泵浦的tdsfa是可行的.