分布光纖拉曼放大器多路干涉的分析方法

基于雙向抽運(yùn)拉曼放大器的功率耦合方程,采用遺傳算法和級(jí)鏈的全局收斂的broyden方法,提出一種優(yōu)化設(shè)計(jì)不同形式雙向抽運(yùn)寬帶光纖拉曼放大器的自動(dòng)配置算法。該算法的特點(diǎn)是計(jì)算速度快、收斂性好、適應(yīng)面廣。通過對(duì)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(yùn)拉曼放大器的設(shè)計(jì)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(yùn)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(jì)提供了一個(gè)公共平臺(tái)

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(diǎn)分析了群速度色散和三階色散對(duì)光脈沖特性的影響。

對(duì)雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器(rfa)的噪聲特性、增益飽和及抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明,雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器的噪聲特性介于前向抽運(yùn)與后向抽運(yùn)之間,但主要取決于前向抽運(yùn)方式所導(dǎo)致的噪聲特性;雙向抽運(yùn)方式的飽和功率低于單向抽運(yùn)方式的飽和功率,同前向抽運(yùn)與后向抽運(yùn)提供的增益比例有關(guān);雙向抽運(yùn)方式的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率同信號(hào)光功率及前、后向抽運(yùn)提供的增益有關(guān),當(dāng)信號(hào)光功率較低時(shí),增加前向抽運(yùn)的比例可取得較高的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率,而信號(hào)光功率較高時(shí),增加后向抽運(yùn)的比例可取得較高的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率。研究一種配置(情況3)的雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器,可以完全補(bǔ)償100km傳輸線路的損耗(包括無(wú)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(hào)10043112姓名黃任軍 第1頁(yè)共16頁(yè) 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(jí)電氣自動(dòng)化10-1班 姓名：黃任軍學(xué)號(hào)：10043112 成績(jī)?cè)u(píng)閱人 檢查項(xiàng)目權(quán)重得分 (1)選題意義：文獻(xiàn)分析是否透 徹，選題是否為研究領(lǐng)域的前 沿或熱點(diǎn)話題。 20 (2)學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值：論文 結(jié)構(gòu)是否合理，概念是否準(zhǔn)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(jiǎn)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(xiàn)引用：文獻(xiàn)格式是否規(guī) 范，引用是否夠全面。 10 合計(jì)100 學(xué)號(hào)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(zhǎng)泵浦和光纖級(jí)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(duì)100信道的波分復(fù)用(wdm)系統(tǒng)進(jìn)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(shí)現(xiàn)方法。

首先介紹了多波長(zhǎng)泵浦的喇曼光纖放大器(fra)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),然后詳細(xì)分析了泵浦模塊的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)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(dá)到設(shè)計(jì)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(duì)多模光纖放大器運(yùn)用多模速率方程組,采用四階龍格-庫(kù)塔法數(shù)值計(jì)算和分析了在不同泵浦方式下的泵浦效率和信號(hào)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(zhǎng)度有微小變化(mm量級(jí))的情況下,輸出光的光束質(zhì)量與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系。結(jié)果表明:輸出信號(hào)光的光束質(zhì)量因子隨光纖長(zhǎng)度微小變化而呈準(zhǔn)周期變化,周期與信號(hào)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(gè)帶步進(jìn)延遲線的沃拉斯頓棱鏡的電掃描儀和一個(gè)ccd陣列作為一個(gè)譯碼單元,設(shè)計(jì)了一個(gè)譯碼干涉系統(tǒng)與帶非零組差的溫度補(bǔ)償壓力傳感器,并對(duì)溫度補(bǔ)償法以及串-并混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述

有線數(shù)字電視信號(hào)在長(zhǎng)距離光纖傳輸中c/n是一個(gè)重要指標(biāo),普通edfa單獨(dú)使用時(shí)無(wú)法保證c/n值,因此引入rfa,并分析了rfa的工作原理和特點(diǎn)。

光纖通信中的光放大器

在變步長(zhǎng)的龍格庫(kù)塔法的基礎(chǔ)上,提出利用打靶法,通過先猜測(cè)再修正的逐漸逼近的方法來(lái)確定計(jì)算初始值,進(jìn)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(duì)三泵浦波長(zhǎng)的喇曼放大器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇泵浦波長(zhǎng)分別為1427nm、1445nm和1466nm時(shí)進(jìn)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(zhǎng)的計(jì)算方法以及光纖放大器在工程應(yīng)用中的注意事項(xiàng).

重點(diǎn)討論和介紹了喇曼光纖放大器(rfa)在長(zhǎng)跨距sdh線路中的應(yīng)用,及產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要考慮和解決的問題,探討了超長(zhǎng)跨距sdh光傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案和測(cè)試結(jié)果。首次給出了rfa在國(guó)內(nèi)2.5gbit/s系統(tǒng)200kmg.652光纖上的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果,對(duì)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(huì)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(duì)象,簡(jiǎn)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(shì)、類型及其相應(yīng)的發(fā)展前景及未來(lái)展望.

提出了用打靶法計(jì)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(jì)算雙向泵浦的拉曼放大器傳輸方程。該算法利用了先猜測(cè),再修正的逐漸逼近的方法來(lái)求解傳輸方程。利用該算法,對(duì)用三波長(zhǎng)拉曼光纖激光器泵浦的拉曼放大器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),在波長(zhǎng)分別為1427nm,1445nm和1466nm,功率分別為500mw,120mw,400mw時(shí),獲得了1db帶寬約為40nm的結(jié)果,并用試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證?！?/p>

研究了反向泵浦光纖喇曼放大器中泵浦和信號(hào)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(shí),雙重瑞利散射噪聲的表達(dá)式。給出了在加入光隔離器進(jìn)行抑制后,雙重瑞利散射噪聲的計(jì)算方法,并進(jìn)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(cè)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(zhǔn)確的相位平移擾動(dòng).基于此算法,針對(duì)兩路光纖放大器測(cè)量了毫瓦量級(jí)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(dòng)分塊反射鏡完成了平移相位擾動(dòng)的實(shí)時(shí)校正.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,閉環(huán)前后條紋對(duì)比度從0.09提高到0.25,平移誤相位噪聲強(qiáng)度的幅值從1053.4nm降低到116.7nm,系統(tǒng)校正精度達(dá)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(rèn)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(zhǎng)種子源是抑制非線性效應(yīng)的有效方式。利用隨機(jī)并行梯度下降法對(duì)三路寬譜光纖放大器和三路多波長(zhǎng)光纖放大器相干合成進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,取得了理想的相干合成效果。實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(duì)曲率測(cè)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(shí),沿纖芯和包層傳播的模態(tài)和光纖長(zhǎng)度會(huì)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(tái)上,當(dāng)調(diào)節(jié)平移臺(tái)距離時(shí),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(shí)現(xiàn)曲率的傳感測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明,該裝置具有低損耗、低成本和高靈敏度的特點(diǎn)。

運(yùn)用工程化摻鉺光纖放大器模擬理論方法，基于國(guó)產(chǎn)１４８０ｎｍｌｄ泵源和國(guó)產(chǎn)ｅｒ＾３＋／ａｌ＾３＋共摻雜光纖，從理論和實(shí)驗(yàn)上分析比較了新型兩段級(jí)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(jí)聯(lián)ｅｄｆａ比單段ｅｄｆａ的增益、３ｄｂ飽和輸出功率和動(dòng)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(jìn)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(jìn)行研究,詳細(xì)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(duì)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(jìn)行了對(duì)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(cè)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(lái)的光纖速度干涉儀性能的提高和適用局限性。