基于GLM的多模光纖放大器模式控制

針對高功率多模光纖放大器中稀土離子摻雜分布和形狀對系統(tǒng)輸出特性的影響,本文進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬和理論分析。根據(jù)多模摻雜光纖速率方程考慮了種子光端面激勵(lì)特性,并對纖芯模式耦合系數(shù)矩陣進(jìn)行了修正,建立了多模光纖放大器理論模型。通過對功率傳輸方程組的求解,數(shù)值模擬了不同激勵(lì)條件下6種均勻和拋物線形摻雜的雙包層摻y(tǒng)b3+光纖接入放大器的輸出特性。計(jì)算結(jié)果證明:不同激勵(lì)條件下,摻雜離子分布對輸出特性的影響存在差異;通過設(shè)計(jì)光纖內(nèi)摻雜離子分布規(guī)律和形狀能有效抑制放大器中的高階模式,提高輸出光的光束質(zhì)量。

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(dòng)化10-1班 姓名：黃任軍學(xué)號：10043112 成績評閱人 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100

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光脈沖特性的影響。

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(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。

研究了百皮秒脈沖在摻鐿雙包層光纖放大器(yddcfa)中的放大特性及非線性效應(yīng)。在1053nm波段,分別對重復(fù)頻率為70mhz的準(zhǔn)連續(xù)百皮秒信號和1hz的單脈沖百皮秒信號進(jìn)行了放大。準(zhǔn)連續(xù)脈沖輸入信號平均功率為55mw,譜寬為0.016nm,飽和增益為7.02db,使用法布里-珀羅(f-p)干涉儀測量自相位調(diào)制(spm)效應(yīng)引起的信號光譜展寬為0.01nm。單脈沖輸入信號峰值功率為8.1w,在輸出峰值功率為6950w、增益為29.3db時(shí)發(fā)生受激拉曼散射(srs)效應(yīng),利用光纖布拉格光柵拉伸掃描的方法,觀察到spm和srs效應(yīng)引起的光譜變化,利用單模光纖的色散作用分離信號脈沖和斯托克斯脈沖,對srs現(xiàn)象進(jìn)行了判斷,解決了單脈沖光譜不易觀察的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,srs效應(yīng)是制約百皮秒脈沖放大的主要因素。

為了從理論上統(tǒng)一射線光學(xué)和導(dǎo)波光學(xué)關(guān)于多模光纖中各模式場傳播過程中時(shí)延的論述,試從介質(zhì)波導(dǎo)理論出發(fā),根據(jù)模式的特征根u隨光纖歸一化頻率r的變化關(guān)系,在弱波導(dǎo)近似下導(dǎo)出了描述模式場相速vp與群速vg關(guān)系的重要結(jié)果:vp*vg=(c/n1)2。根據(jù)這一結(jié)果可以得出結(jié)論:對于低階模式,由于相速vp慢,所以群速快;高階模式其相速vp快,所以群速慢。對于給定的光纖,利用射線光學(xué)和波導(dǎo)光學(xué)進(jìn)行了帶寬估計(jì),2種理論計(jì)算結(jié)果的一致性,印證了上述關(guān)系的正確性。

對雙向抽運(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)換效率同信號光功率及前、后向抽運(yùn)提供的增益有關(guān),當(dāng)信號光功率較低時(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(包括無源器件的損耗),最低光信噪比為30.21db。

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(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。

光纖通信放大器

多模光纖 (3)

zemaxusers'knowledgebase-http://www.***.***/kb howtomodelcouplingintoamulti-modefiber http://www.***.***/kb/articles/141/1/how-to-model-coupling-into-a-multi-mode- fiber/page1.html bynam-hyongkim publishedon30january2007 thisarticledemonstratestheuseofthegeometricalimageanalysisfeaturetocompute multimodefibercouplingefficiency.thesamplefilescanbe

多模光纖準(zhǔn)直器 主要應(yīng)用產(chǎn)品特性 光纖實(shí)驗(yàn)室 激光束準(zhǔn)直 通信系統(tǒng) 光纖到光纖耦合 低插入損耗 低回波損耗 高穩(wěn)定性和可靠性 封裝尺寸 性能參數(shù) 參數(shù)指標(biāo) 工作波長1550/1310/1064/980nm 工作距離（nm）10 最大插入損耗（23℃） typ0.25 max0.35 回波損耗（db)60 封裝尺寸(mm) ф2.8x9(玻璃管封裝) ф3.2x10（鍍金管封裝） 光纖類型50/125，62.5/125，105/125 承受功率(mw)500 工作溫度(℃)-5～75 存儲溫度(℃)-40～85 以上參數(shù)不含連接頭，加頭損耗il≤0.3db，rl≧5db

多模光纖 多模光纖 多模光纖容許不同模式的光于一根光纖上傳輸，由于多模光纖的芯徑較大，故可使用較為廉 價(jià)的耦合器及接線器，多模光纖的纖芯直徑為50μm至100μm。 目錄 分類 對比 多模光纖產(chǎn)品選用指南 多模光纖的應(yīng)用潛力 1.九十年代所占市場 2.七十年代崛起后 3.特點(diǎn) 4.“62.5”的興衰和“50”的崛起 5.“62.5”優(yōu)勢 6.后續(xù)發(fā)展 7.802.3出臺的影響 8.“新一代多模光纖” 1.新一代類型 2.新一代多模光纖光源 3.新一代多模光纖的帶寬 4.光源的注入 1.介紹 2.①偏置注入 3.②中心注入 展開 分類 對比 多模光纖產(chǎn)品選用指南 多模光纖的應(yīng)用潛力 1.九十年代所占市場 2.七十年代崛起后 3.特點(diǎn) 4.“62.5”的興衰和“50”的崛起 5.“62.5”優(yōu)勢 6.后續(xù)發(fā)展 7.802.3出臺的影響 8

多模光纖電纜容許不同光束于一條電纜上傳輸，由于多模光纜的芯徑較大，故可使用 較為廉宜的偶合器及接線器，多模光纜的光纖直徑為50μm至100μm。 基本上有兩種多模光纜，一種是梯度型（graded）另一種是引導(dǎo)型（stepped）， 對于梯度型（graded）光纜來說，芯的折光系數(shù)（refractionindex)于芯的外圍最小 而逐漸向中心點(diǎn)不斷增加，從而減少訊號的振模色散，而對引導(dǎo)型（steppedinder） 光纜來說，折光系數(shù)基本上是平均不變，而只有在色層（cladding）表面上才會突然 降低引導(dǎo)型（stepped）光纜一般較梯度型（graded）光纜的頻寬為低。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 上，最受歡迎的多模光纜為62.5/125，62.5/125意指光纜芯徑為62.5μm而色層（cl adding）直徑為125μ

光纖放大器MF-06R規(guī)格書

基恩士FS-N光纖放大器說明書

對寬帶碲基摻鉺光纖放大器(edtfa)上能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)比進(jìn)行了理論研究,得到了碲基摻鉺光纖放大器上能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)比隨著光纖激活長度、信號輸入功率、泵浦功率和纖芯摻雜濃度的演變關(guān)系,分析了上能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)比分布與edtfa信號增益間的關(guān)系。研究表明,碲基摻鉺光纖內(nèi)的上能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)比分布決定了edtfa的信號增益。

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(jì)算方法以及光纖放大器在工程應(yīng)用中的注意事項(xiàng).

線偏振窄線寬光纖放大器在非線性頻率變換和光束合成等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,非線偏振窄線寬光纖放大器的輸出功率已經(jīng)突破4kw。相對于非保偏光纖,保偏光纖中的非線性效應(yīng)更強(qiáng),且模式不穩(wěn)定(tmi)閾值更低。因此,基于保偏光纖實(shí)現(xiàn)高功率全光纖線偏振激光輸出更具挑戰(zhàn)性。目前,國際上公開報(bào)道的全光纖線偏振窄線寬放大器的輸出功率大多為1.5kw左右。2015年11月,國防科技大學(xué)利用三級級聯(lián)相位調(diào)制方案,實(shí)現(xiàn)了1.89kw的線偏振窄線寬激光輸出,但是由于tmi的存在,輸出功率的進(jìn)一步提升受到限制。

運(yùn)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(shí)驗(yàn)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(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％。

一般區(qū)別如下： 光源的區(qū)別： 單模模塊一般采用激光二極管ld（半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光是相干光，其方向性比led好很多，大大 提高了光源和光纖耦合效率，在半導(dǎo)體激光器中要形成激光）或光譜線較窄的led作為光源，耦合部件尺 寸與單模光纖配合好，使用單模光纖傳輸時(shí)能傳輸較遠(yuǎn)距離。 多模模塊一般采用價(jià)格較低的led作為光源，耦合部件尺寸與多模光纖配合好。 光纖（光導(dǎo)纖維）是新一代的傳輸介質(zhì)，與銅質(zhì)介質(zhì)相比，優(yōu)勢如下： 1、不向外輻射電子信號，所以安全可靠性好，網(wǎng)絡(luò)性能好 2、光纖帶寬遠(yuǎn)超銅質(zhì)電纜 3、光纖傳輸距離遠(yuǎn)，最大連接距離達(dá)兩公里以上。 光纖分類：單模光纖和多模光纖（所謂模就是指以一定的角度進(jìn)入光纖的一束光源） 多模光纖使用發(fā)光二極管（led）作為發(fā)光設(shè)備，而單模光纖使用的是激光二極管（ld） 多模光纖允許多束光線穿過光纖。因?yàn)椴煌饩€進(jìn)入光纖的角度不同，所以到達(dá)光纖末端的時(shí)

深圳凱祺瑞科技有限公司-http://www.***.*** 多 模 光 纖 與 單 模 光 纖 深圳凱祺瑞科技有限公司-http://www.***.*** 1什么是單模與多模光纖？他們的區(qū)別是什么？ 單模與多模的概念是按傳播模式將光纖分類──多模光纖與單模光纖傳播模式概念。我 們知道，光是一種頻率極高（3×1014hz）的電磁波，當(dāng)它在光纖中傳播時(shí)，根據(jù)波動(dòng)光學(xué)、 電磁場以及麥克斯韋式方程組求解等理論發(fā)現(xiàn)： 當(dāng)光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)，光在光纖中會以幾十種乃至幾百種傳播模式 進(jìn)行傳播，如tmmn模、temn模、hemn模等等（其中m、n=0、1、2、3、??）。 其中he11模被稱為基模，其余的皆稱為高次模。 1）多模光纖 當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是纖芯直徑d1）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)（約1μm），光纖中會存 在著幾十種乃至幾