基于GFF掺铒光纤放大器增益平坦性优化的研究与实现

发布时间：2019-11-14 05:37

【摘要】：随着现代光通信系统的高速发展,掺铒光纤放大器(EDFA)凭借其能够对光信号直接放大的特性得到了广泛的应用,是一个非常关键的部件。近年来由于密集波分复用系统的逐渐普及,需要放大器可以对某一波长范围的许多光信号同时进行放大。但由于掺铒光纤放大器中中主要工作物质——铒离子的影响,放大器对不同波长光信号的增益分布不均匀,即一组光功率相同但波长不同的光信号经过同一放大器放大之后的输出光功率会有所不同。而经过多个放大器级联之后,增益的不均匀分布会越来越明显,这将致使传输信号的失真,光信号的误码率增高。所以掺铒光纤放大器的平坦性能是光通信领域的研究重点,具有较强的理论基础和实际意义。本文的工作基于武汉某公司的实际项目,就波分复用系统中的掺铒光纤放大器的增益平坦为研究对象,主要研究内容如下:1.从理论上分析了EDFA的基本原理,主要包括铒离子的跃迁过程、EDFA的工作原理与基本结构。描述了评价EDFA系统性能指标的基本概念和意义,包括增益、噪声系数、带宽、增益平坦和饱和输出功率等。并仿真模拟了当输入信号为单波长光信号时掺铒光纤放大器增益与铒纤(EDF)浓度、铒纤长度、信号功率、泵浦功率和信号波长的关系。2.重点研究了掺铒光纤放大器的增益平坦,分析引起增益不平坦的原因,并通过实验仿真研究了影响增益平坦的因素。在输入的信号为多波光信号,EDFA的增益平坦与铒纤长度、输入光功率和泵浦功率的关系,通过调整参数实现增益平坦的简单优化。3.采用在EDFA中插入一个增益平坦滤波器(GFF)的方式来优化EDFA的增益平坦,运用仿真软件Optisystem设计980nm两级泵浦级联EDFA光路图,确定各个光路图中器件参数,通过多次迭代的方法设计出GFF的损耗谱,并对迭代的方法进行了改进,且通过载入设计出来的GFF来验证设计的正确性。最后通过制作实物并测试验证设计的正确性,达到了增益平坦优化的效果。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN722

【参考文献】

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本文编号：2560674