L波段喇曼光纤放大器的增益平坦化研究
发布时间：2021-03-31 05:35
由于单个泵浦源的喇曼光纤放大器（RFA）输出增益不平坦且增益较低,导致光纤通信系统的性能变差,设计了一个正向三泵结构的RFA。围绕合适的泵浦个数、泵浦波长和泵浦功率对RFA输出增益的影响,并结合Opti System软件对L波段RFA的增益进行优化设计与仿真分析。仿真结果表明:所设计的RFA实现了在L波段大于10 dB的增益且较为平坦,最大增益为18.9 dB,最大噪声系数为8.0 dB。
【文章来源】：光通信技术. 2020,44(11)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
多泵浦RFA原理图
虽然使用多个泵浦源可以获得较大的光学增益带宽，但是多增加一个泵浦源会增加系统的成本，计算量也会增加，因此RFA一般只采用25个泵浦源[10-11]。基于本课题组前期开展的研究：本文使用了2个相同功率、不同波长的泵浦源P1和P2，对L波段RFA进行了设计与仿真，泵浦源P1和P2的功率均为600 m W，泵浦源P1的波长为1470 nm，设置泵浦源P2与泵浦源P1的波长差分别为5 nm、10 nm、15 nm、20 nm、25 nm和30 nm。实验结果如图2所示，可以看出当波长差大于20 nm时，波动较小，但是增益平坦度较低。2 实验结果分析
为了研究三泵浦结构下泵浦波长对增益的影响，本文选择功率均为600 m W的泵浦源P1、P2和P3，根据图2的实验结果可知,在双泵浦结构下当泵浦源P1与泵浦源P2的波长差为25 nm和30 nm时增益曲线在1590～1620 nm范围内比波长差为5 nm、10 nm、15 nm和20 nm时增益波动平坦，是适当的泵浦波长。因此，本文选择泵浦源P1的波长为1470 nm，泵浦源P2的波长为1495 nm，设置泵浦源P3与泵浦源P2的波长差分别为5 nm、10 nm、15 nm、20 nm、25 nm和30 nm。仿真结果如图4所示，随着泵浦源P3与泵浦源P2的波长差逐渐增加，1560～1600 nm范围内的增益在降低。当泵浦源P3与泵浦源P2的波长差小于等于15 nm时，增益曲线在1590～1620 nm范围内平坦性较好。当泵浦源P3与泵浦源P2的波长差大于15 nm时，增益曲线近似于线性增大，输出增益平坦性差。因此，当泵浦源P3与泵浦源P2的波长差分别为5 nm、10 nm和15 nm时为合适的泵浦波长。本文选择泵浦源P3与泵浦源P2的波长差为5 nm这一组合，即泵浦源P1的波长为1470 nm，泵浦源P2的波长为1495 nm，泵浦源P3的波长为1500 nm，增益最大为30.4 d B，噪声系数最大为7.7 d B。图4 不同泵浦波长差的三泵浦结构L波段RFA增益
【参考文献】：
期刊论文
[1]多泵浦的碲基喇曼光纤放大器增益研究[J]. 巩稼民,王杰,张晨,马豆豆,刘爱萍,杨红蕊,郝倩文,张丽红. 光通信技术. 2020(06)
[2]2μm波段基于四波混频宽可调的多波长激光器[J]. 孔玉微,李齐良,尹韬策,魏一振. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]拉曼光纤放大器的发展现状[J]. 方音佳,赵蕊月. 科技创新与应用. 2018(19)
[4]基于高非线性光纤的增益谱平坦拉曼光纤放大器研究[J]. 巩稼民,赵云,冷斌. 应用光学. 2014(02)
[5]喇曼光纤放大器的增益谱平坦技术[J]. 巩稼民,左旭,袁心易,徐军华,方健. 光子学报. 2013(12)
[6]多泵浦宽带拉曼光纤放大器优化设计的研究[J]. 赵雯逸,唐棣芳. 电子技术. 2011(10)
[7]宽带光纤拉曼放大器的增益平坦化实验研究[J]. 黄宇,戴碧智,张在宣,刘红林,金仁洙. 光电工程. 2008(03)
本文编号：3110893
【文章来源】：光通信技术. 2020,44(11)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
多泵浦RFA原理图
虽然使用多个泵浦源可以获得较大的光学增益带宽，但是多增加一个泵浦源会增加系统的成本，计算量也会增加，因此RFA一般只采用25个泵浦源[10-11]。基于本课题组前期开展的研究：本文使用了2个相同功率、不同波长的泵浦源P1和P2，对L波段RFA进行了设计与仿真，泵浦源P1和P2的功率均为600 m W，泵浦源P1的波长为1470 nm，设置泵浦源P2与泵浦源P1的波长差分别为5 nm、10 nm、15 nm、20 nm、25 nm和30 nm。实验结果如图2所示，可以看出当波长差大于20 nm时，波动较小，但是增益平坦度较低。2 实验结果分析
为了研究三泵浦结构下泵浦波长对增益的影响，本文选择功率均为600 m W的泵浦源P1、P2和P3，根据图2的实验结果可知,在双泵浦结构下当泵浦源P1与泵浦源P2的波长差为25 nm和30 nm时增益曲线在1590～1620 nm范围内比波长差为5 nm、10 nm、15 nm和20 nm时增益波动平坦，是适当的泵浦波长。因此，本文选择泵浦源P1的波长为1470 nm，泵浦源P2的波长为1495 nm，设置泵浦源P3与泵浦源P2的波长差分别为5 nm、10 nm、15 nm、20 nm、25 nm和30 nm。仿真结果如图4所示，随着泵浦源P3与泵浦源P2的波长差逐渐增加，1560～1600 nm范围内的增益在降低。当泵浦源P3与泵浦源P2的波长差小于等于15 nm时，增益曲线在1590～1620 nm范围内平坦性较好。当泵浦源P3与泵浦源P2的波长差大于15 nm时，增益曲线近似于线性增大，输出增益平坦性差。因此，当泵浦源P3与泵浦源P2的波长差分别为5 nm、10 nm和15 nm时为合适的泵浦波长。本文选择泵浦源P3与泵浦源P2的波长差为5 nm这一组合，即泵浦源P1的波长为1470 nm，泵浦源P2的波长为1495 nm，泵浦源P3的波长为1500 nm，增益最大为30.4 d B，噪声系数最大为7.7 d B。图4 不同泵浦波长差的三泵浦结构L波段RFA增益
【参考文献】：
期刊论文
[1]多泵浦的碲基喇曼光纤放大器增益研究[J]. 巩稼民,王杰,张晨,马豆豆,刘爱萍,杨红蕊,郝倩文,张丽红. 光通信技术. 2020(06)
[2]2μm波段基于四波混频宽可调的多波长激光器[J]. 孔玉微,李齐良,尹韬策,魏一振. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]拉曼光纤放大器的发展现状[J]. 方音佳,赵蕊月. 科技创新与应用. 2018(19)
[4]基于高非线性光纤的增益谱平坦拉曼光纤放大器研究[J]. 巩稼民,赵云,冷斌. 应用光学. 2014(02)
[5]喇曼光纤放大器的增益谱平坦技术[J]. 巩稼民,左旭,袁心易,徐军华,方健. 光子学报. 2013(12)
[6]多泵浦宽带拉曼光纤放大器优化设计的研究[J]. 赵雯逸,唐棣芳. 电子技术. 2011(10)
[7]宽带光纤拉曼放大器的增益平坦化实验研究[J]. 黄宇,戴碧智,张在宣,刘红林,金仁洙. 光电工程. 2008(03)
本文编号：3110893
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