拉曼光纤放大器的增益均衡研究

发布时间：2017-05-25 09:04

  本文关键词：拉曼光纤放大器的增益均衡研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着通信网络的高速发展,信息的爆炸式增长将使应用掺铒光纤放大器(erbium doped fiber amplifier,EDFA)下的光纤通信系统面临系统容量和传输带宽需进一步提高的难题。在此背景下,拉曼光纤放大器(Raman fiber amplifier,RFA)因其超宽的增益带宽特性从而成为光纤通信系统的一个潜在解决方案。然而,RFA的增益谱只在很窄的波长范围内是平坦的,因此,拉曼增益谱需要进一步的平坦化。本文的主要研究目的是分别从分布式RFA的多波长泵浦法和分立式RFA的新型光纤法对拉曼光纤放大器的增益谱平坦化问题进行深入的研究,同时,分析泵浦、信号参数的改变对增益平坦度的影响。首先,根据经典电磁理论,从Maxwell方程出发,推导出RFA的理论模型,依据增益谱平坦化问题所考虑的物理过程,将模型简化,为后续拉曼光纤放大系统的数值仿真提供理论依据。其次,以上述理论模型为基础,对拉曼光纤放大系统进行了数值仿真,着重讨论了泵浦源个数(单波、3波、6波)、泵浦源之间相互作用、光纤参数(光纤长度、光纤有效纤芯面积)以及信号源带宽对增益平坦度的影响,并采用多波长泵浦法结合遗传算法优化了3波(C波段)、6波(C+L波段)下的泵浦波长和功率,分别得到了3波(1408nm、1439nm、1473nm)、6波(1418nm、1437nm、1447nm、1470nm、1494nm、1509nm)后向泵浦下,拉曼净增益谱的平坦度分别为0.50d B、0.94d B的结果。最后,采用新型光纤法,通过对新型光子晶体光纤的结构进行优化设计,使得只需单个泵浦源就能实现拉曼增益谱的平坦度小于1d B的目标,同时,通过分析光子晶体光纤的色散特性,研究将其应用于补偿长距离传输DWDM系统的色散的可能性
【关键词】：拉曼光纤放大器 多波长泵浦 光子晶体光纤 增益平坦度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.11;TN722
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及分析9-13
• 1.2.1 分布式RFA的国内外研究现状11-12
• 1.2.2 分立式RFA的国内外研究现状12-13
• 1.3 本论文的研究内容和结构安排13-15
• 第2章 拉曼光纤放大器的理论研究15-26
• 2.1 拉曼光纤放大器的基本原理15-16
• 2.1.1 受激拉曼散射15
• 2.1.2 拉曼光纤放大器的原理与结构15-16
• 2.2 SRS的耦合波方程16-20
• 2.3 拉曼光纤放大器的特性分析20-25
• 2.3.1 RFA的增益分析20-22
• 2.3.2 RFA的偏振相关性分析22-23
• 2.3.3 RFA的噪声分析23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 拉曼光纤放大系统的仿真与优化26-51
• 3.1 RFA的数学模型及简化26-27
• 3.2 拉曼光纤放大系统的仿真27-45
• 3.2.1 前向泵浦拉曼光纤放大系统的仿真27-42
• 3.2.2 后向泵浦拉曼光纤放大系统的仿真42-45
• 3.3 多波长泵浦拉曼光纤放大系统的增益均衡优化45-49
• 3.3.1 遗传算法简介45-46
• 3.3.2 优化设计的目标函数46-47
• 3.3.3 优化结果与分析47-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第4章 基于新型光子晶体光纤RFA的增益均衡研究51-58
• 4.1 新型光子晶体光纤51-53
• 4.1.1 新型光子晶体光纤结构51-52
• 4.1.2 新型光子晶体光纤的优化设计52-53
• 4.2 新型光子晶体光纤RFA增益均衡的优化结果与分析53-57
• 4.3 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-64
• 攻读学位期间发表的学术论文64-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 童治,魏淮,简水生;光纤拉曼放大器噪声特性的研究[J];光通信研究;2001年03期

2 巩稼民;赵云;冷斌;;基于高非线性光纤的增益谱平坦拉曼光纤放大器研究[J];应用光学;2014年02期

  本文关键词：拉曼光纤放大器的增益均衡研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：393237