分布光纖拉曼放大器多路干涉的分析方法

基于雙向抽運拉曼放大器的功率耦合方程,采用遺傳算法和級鏈的全局收斂的broyden方法,提出一種優(yōu)化設(shè)計不同形式雙向抽運寬帶光纖拉曼放大器的自動配置算法。該算法的特點是計算速度快、收斂性好、適應(yīng)面廣。通過對單光纖的分布式、具有不同增益要求的分立式以及不同周期的色散管理結(jié)構(gòu)的分布式雙向抽運拉曼放大器的設(shè)計表明:在10thz的增益帶寬內(nèi),放大器的增益平坦度均優(yōu)于±0.6db,表明了該算法的可行性。此方法為采用雙向抽運技術(shù)的拉曼放大器及其相應(yīng)的全拉曼光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)計提供了一個公共平臺

在考慮了增益介質(zhì)的色散、非線性效應(yīng)、增益以及損耗后,推導(dǎo)出超短光脈沖在分布式光纖放大器中的基本傳輸方程,采用分步傅里葉變換法數(shù)值模擬了皮秒光脈沖的放大傳輸狀態(tài),重點分析了群速度色散和三階色散對光脈沖特性的影響。

對雙向抽運拉曼光纖放大器(rfa)的噪聲特性、增益飽和及抽運功率轉(zhuǎn)換效率進行了詳細研究。結(jié)果表明,雙向抽運拉曼光纖放大器的噪聲特性介于前向抽運與后向抽運之間,但主要取決于前向抽運方式所導(dǎo)致的噪聲特性;雙向抽運方式的飽和功率低于單向抽運方式的飽和功率,同前向抽運與后向抽運提供的增益比例有關(guān);雙向抽運方式的抽運功率轉(zhuǎn)換效率同信號光功率及前、后向抽運提供的增益有關(guān),當(dāng)信號光功率較低時,增加前向抽運的比例可取得較高的抽運功率轉(zhuǎn)換效率,而信號光功率較高時,增加后向抽運的比例可取得較高的抽運功率轉(zhuǎn)換效率。研究一種配置(情況3)的雙向抽運拉曼光纖放大器,可以完全補償100km傳輸線路的損耗(包括無源器件的損耗),最低光信噪比為30.21db。

光纖通信放大器

學(xué)號10043112姓名黃任軍 第1頁共16頁 哈爾濱學(xué)院答題紙 課程光纖通信2013－2014學(xué)年第1學(xué)期 課程代碼40425012專業(yè)班級電氣自動化10-1班 姓名：黃任軍學(xué)號：10043112 成績評閱人 檢查項目權(quán)重得分 (1)選題意義：文獻分析是否透 徹，選題是否為研究領(lǐng)域的前 沿或熱點話題。 20 (2)學(xué)術(shù)價值和應(yīng)用價值：論文 結(jié)構(gòu)是否合理，概念是否準確， 論證是否合乎邏輯；分析問題 是否有一定的深度，解決問題 是否有一定的創(chuàng)新。 40 (3)論文摘要：摘要能否簡要地 闡明研究目的、方法、范圍、 結(jié)果及結(jié)論。 20 (4)論文格式：論文格式符合 要求。 10 (5)文獻引用：文獻格式是否規(guī) 范，引用是否夠全面。 10 合計100 學(xué)號100

利用光子轉(zhuǎn)換理論的受激喇曼散射(srs)耦合方程,結(jié)合雙向多波長泵浦和光纖級聯(lián)兩種方法,提出了一種新型的具有平坦增益的寬帶光纖喇曼放大器(fra)。采用數(shù)值解法對100信道的波分復(fù)用(wdm)系統(tǒng)進行了仿真,得到了寬帶增益平坦的功率輸出,為光纖喇曼放大器(fra)增益平坦化提供了一種新的實現(xiàn)方法。

首先介紹了多波長泵浦的喇曼光纖放大器(fra)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),然后詳細分析了泵浦模塊的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計中考慮的問題,最后討論了泵浦激光器的功率配置問題,以達到設(shè)計所要求的開關(guān)增益、放大帶寬和增益平坦特性等。

根據(jù)不同的泵浦方式,對多模光纖放大器運用多模速率方程組,采用四階龍格-庫塔法數(shù)值計算和分析了在不同泵浦方式下的泵浦效率和信號光在光纖放大器中的傳輸、放大行為,并研究了在光纖放大器光纖長度有微小變化(mm量級)的情況下,輸出光的光束質(zhì)量與光纖長度的關(guān)系。結(jié)果表明:輸出信號光的光束質(zhì)量因子隨光纖長度微小變化而呈準周期變化,周期與信號光耦合入光纖放大器的本征模式間的傳播常數(shù)差有關(guān)。

使用一個帶步進延遲線的沃拉斯頓棱鏡的電掃描儀和一個ccd陣列作為一個譯碼單元,設(shè)計了一個譯碼干涉系統(tǒng)與帶非零組差的溫度補償壓力傳感器,并對溫度補償法以及串-并混合結(jié)構(gòu)進行了闡述

有線數(shù)字電視信號在長距離光纖傳輸中c/n是一個重要指標,普通edfa單獨使用時無法保證c/n值,因此引入rfa,并分析了rfa的工作原理和特點。

光纖通信中的光放大器

在變步長的龍格庫塔法的基礎(chǔ)上,提出利用打靶法,通過先猜測再修正的逐漸逼近的方法來確定計算初始值,進而求解雙向泵浦喇曼放大器的功率耦合方程。并利用此算法對三泵浦波長的喇曼放大器進行優(yōu)化設(shè)計,選擇泵浦波長分別為1427nm、1445nm和1466nm時進行數(shù)值模擬,得到了1db帶寬35nm左右的較好的增益平坦度。

介紹光纖放大器的類型、放大器的應(yīng)用方式、中繼段增長的計算方法以及光纖放大器在工程應(yīng)用中的注意事項.

重點討論和介紹了喇曼光纖放大器(rfa)在長跨距sdh線路中的應(yīng)用,及產(chǎn)品設(shè)計中需要考慮和解決的問題,探討了超長跨距sdh光傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)方案和測試結(jié)果。首次給出了rfa在國內(nèi)2.5gbit/s系統(tǒng)200kmg.652光纖上的現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果,對rfa的推廣和應(yīng)用具有積極的參考意義。

為適應(yīng)當(dāng)代信息社會的高速發(fā)展,基于高速光纖通訊系統(tǒng)的高速信息傳輸設(shè)備也在不斷發(fā)展和完善,本文以高速光纖通訊系統(tǒng)中的光纖放大器為主要分析對象,簡要概述光纖通訊的發(fā)展史,并綜合討論高速光纖通訊系統(tǒng)中使用光纖放大器的優(yōu)勢、類型及其相應(yīng)的發(fā)展前景及未來展望.

提出了用打靶法計算雙向泵浦的拉曼放大器傳輸方程的算法。該算法不僅可以求解前向泵浦、背向泵浦的拉曼放大器傳輸方程,也可以計算雙向泵浦的拉曼放大器傳輸方程。該算法利用了先猜測,再修正的逐漸逼近的方法來求解傳輸方程。利用該算法,對用三波長拉曼光纖激光器泵浦的拉曼放大器進行了優(yōu)化設(shè)計,在波長分別為1427nm,1445nm和1466nm,功率分別為500mw,120mw,400mw時,獲得了1db帶寬約為40nm的結(jié)果,并用試驗進行了驗證?！?/p>

研究了反向泵浦光纖喇曼放大器中泵浦和信號的求解方法,并且分析了雙重瑞利散射噪聲的特性,提出了在考慮反向喇曼光放大作用時,雙重瑞利散射噪聲的表達式。給出了在加入光隔離器進行抑制后,雙重瑞利散射噪聲的計算方法,并進行了模擬分析,得出了放置光隔離器的最佳位置。

在光纖激光相干合成中,需要探測各路光束之間的平移誤差.提出了一種條紋提取算法,利用此算法能得到準確的相位平移擾動.基于此算法,針對兩路光纖放大器測量了毫瓦量級的光纖放大器的相位噪聲特性,然后采用高速數(shù)字處理電路以及能動分塊反射鏡完成了平移相位擾動的實時校正.實驗結(jié)果表明,閉環(huán)前后條紋對比度從0.09提高到0.25,平移誤相位噪聲強度的幅值從1053.4nm降低到116.7nm,系統(tǒng)校正精度達到1/10λ,控制帶寬約為50hz.

主振蕩功率放大器(mopa)結(jié)構(gòu)光纖激光相干合成通常被認為需要種子源保持單頻輸出,而由此引入的非線性效應(yīng)限制了單鏈路光纖激光的輸出功率。采用寬譜種子源和多波長種子源是抑制非線性效應(yīng)的有效方式。利用隨機并行梯度下降法對三路寬譜光纖放大器和三路多波長光纖放大器相干合成進行了實驗研究,取得了理想的相干合成效果。實驗結(jié)果表明,譜線寬度不是制約mopa結(jié)構(gòu)相干合成的因素,寬譜放大器和多波長放大器的使用有望使mopa結(jié)構(gòu)光纖激光相干合成系統(tǒng)獲得更高功率的輸出。

提出了一種新的基于薄芯光纖模態(tài)干涉技術(shù)的光纖曲率傳感器。在單模光纖的中間部分插入薄芯光纖用于傳感光路,沒有插入薄芯光纖的單模光纖用于參考光路,以消除環(huán)境對曲率測量的影響。由于插入的薄芯光纖和單模光纖纖芯失配,導(dǎo)致包層的高次模被激發(fā),并與纖芯模在單模光纖內(nèi)形成干涉。當(dāng)改變薄芯光纖的曲率時,沿纖芯和包層傳播的模態(tài)和光纖長度會發(fā)生改變,使得干涉谷峰發(fā)生平移。將傳感光纖的兩端固定的平移臺上,當(dāng)調(diào)節(jié)平移臺距離時,薄芯光纖的曲率發(fā)生改變,導(dǎo)致干涉谷峰向短波方向平移。通過觀察谷峰的平移距離可以實現(xiàn)曲率的傳感測量。實驗表明,該裝置具有低損耗、低成本和高靈敏度的特點。

運用工程化摻鉺光纖放大器模擬理論方法，基于國產(chǎn)１４８０ｎｍｌｄ泵源和國產(chǎn)ｅｒ＾３＋／ａｌ＾３＋共摻雜光纖，從理論和實驗上分析比較了新型兩段級聯(lián)泵浦與普通單段雙泵兩種結(jié)構(gòu)ｅｄｆａ的增益、功率和限幅特性。兩段級聯(lián)ｅｄｆａ比單段ｅｄｆａ的增益、３ｄｂ飽和輸出功率和動態(tài)范圍分別提高了５ｄｂ、１ｄｂ和１２ｄｂ，泵浦光轉(zhuǎn)換效率改善了２０％。

通過改進光纖定向耦合器的結(jié)構(gòu),可以顯著提高光纖速度干涉儀的靈敏度。該文從熔融拉錐型光纖定向耦合器的數(shù)學(xué)模型出發(fā)進行研究,詳細分析了2×2和3×3型光纖定向耦合器在全光纖速度干涉儀(afvisar)中的具體作用,并對此兩種結(jié)構(gòu)的光纖速度干涉儀的性能(主要是靈敏度)的優(yōu)劣進行了對比分析,表現(xiàn)出3×3型光纖定向耦合器構(gòu)成的兩端探測系統(tǒng)的優(yōu)越性。最后提出采用n×n型光纖定向耦合器可能帶來的光纖速度干涉儀性能的提高和適用局限性。