宽带碲基掺铒光纤放大器增益谱特性研究

建立了一个多信号共存情形下宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)四能级模型,系统研究了EDTFA 增益谱随着光纤激活长度、输入信号功率、泵浦功率和纤芯掺杂浓度的演变关系。研究表明,在输入信号功率减小、泵浦功率提高时,C 波段信号增益迅速增大;在光纤长度增长、掺杂浓度提高时,增益谱向 L 波段偏移;在小信号状态下,其 20dB 增益带宽大于 80nm。研究揭示了EDTFA 适合于作为 WDM 系统中的 L 波段和 C L 波段光纤放大器。     

光纤拉曼放大器现状的研究

拉曼放大器以其能放大任意波长、有较宽的增益谱、较低的等效噪声指数和较好的增益平坦度等,使其成为理想的光纤放大器。它是通过受激拉曼效应实现光放大,同时存在前向泵浦、后向泵浦和双向泵浦三种结构。并能与EDFA进行配合使用,得到性能更好的光放大器。为光纤通讯传输能力升级、光纤放大方案优化的最佳选择。但同时它也存在泵浦功率要求高、增益均衡和偏振相关增益等问题还有待解决。     

基于粒子群优化的二阶拉曼光纤放大器研究

为了进一步提升二阶拉曼光纤放大器(RFA)的性能指标,对二阶RFA的主要参数进行了分析。首先设计了一个可以通过光开关控制,在二阶和一阶RFA两种模式下切换的结构模型,通过模拟仿真证明了二阶RFA可以提高系统的增益,改善系统的噪声性能,然后针对二阶RFA的增益性能进行了优化,以降低平坦度为优化目标,使用粒子群算法优化泵浦光波长和功率的配置,再经过结构的改进,最终在100 nm带宽范围内实现了增益为24.50 dB,增益平坦度为0.98 dB的二阶RFA。这些结果为以后设计出性能更加完善的二阶RFA提供了参考。     

分立式光纤拉曼放大器泵浦方式的实验研究

对分立式光纤拉曼放大器的前向、后向泵浦方式进行了实验研究。拉曼增益介质为10km的色散补偿光纤。分别测量了前、后向泵浦的分立式FRA的增益、噪声指数和动态范围。实验结果表明,当泵浦功率小于500mW时,前、后向泵浦的分立式FRA的增益几乎相等。当泵浦功率大于500mW时,在前向泵浦的分立式FRA中发生了受激布里渊散射,前向泵浦的FRA的增益小于后向泵浦的FRA的增益,前者的噪声大于后者的噪声;前向泵浦的FRA不再具有增益保持特性,而后向泵浦的FRA仍具有增益保持特性。当泵浦功率大于500mW时,分立式FRA应该采用后向泵浦的方式。     

10频道“波分复用＋光纤放大器”全光通信实验系统

在国内首次研制了使用１个光纤放大器的１０频道１０２ｋｍ无再生中继“ＷＤＭ＋ＥＤＦＡ”全光光纤传输实验系统。每频道传输码率为１４０Ｍｂ／ｓ或２８０Ｍｂ／ｓＮＲＺ。所用光纤放大器为增益平坦型，小信号增益为３５ｄＢ。系统全部采用国产ＤＦＢ激光器，各频道波长分别为１５３１、１５３５、１５３７、１５４５、１５４７、１５４９、１５５１、１５５９、１５６１ｎｍ，在波长为１５５１ｎｍ的频道内布置了２路频分复用（ＦＤＭ）系统。波长分布遍及整个光纤放大器的通带。经无再生中继传输１０２ｋｍ后，在误码率为１×１０￣（－９）条件下，实测了尚有数ｄＢ以上（最大为１２ｄ８）的功率裕量。系统使用光栅合、分波器作为波分复用和解复用器，频道间隔为２ｎｍ及其整数倍，系统具有１８个频道的能力。     

光纤拉曼放大器技术的进展

本文对拉曼光纤放大器的原理、历史、现状和前景进行了讨论 .     

在线光纤放大器远程监控方案的研究

研究了一个监控信道方案，用于ＷＤＭ＋ＥＤＦＡ光纤通信系统在线光纤放大器远程监控，并成功地实现了其演示系统，对该方案的实行性进行了论证。     

FRA中增益平坦与抽运光数目的数值模拟与优化

采用神经网络的方法,利用其对于输入、输出参量已知,但解析关系未知的函数具有良好逼近能力的这一特点,构造了双层(2-5-1 型)反向传播(BP)神经网络。利用数值优化技术的 LM 算法训练该网络,获得了宽带拉曼光纤放大器(FRA)中增益带宽、增益平坦度与抽运光数目配置的非线性依赖关系。模拟结果表明:在增益平坦度确定的条件下,不同增益带宽处,抽运光数目必存在下限值。     

分布式光纤拉曼放大器研制的进展

对分布式光纤拉曼放大器研究的历史、基本原理、优化设计以及现状和进展进行了讨论.对S波段的色散补偿型分布式光纤拉曼放大器以及采用光纤拉曼激光器作为抽运源,在前向抽运和后向抽运条件下,对5kmDCF-50kmG652光纤色散补偿型分布式光纤拉曼放大器增益光谱和噪声谱进行了研究.设计和制作了光纤光栅的增益平坦滤波器,取得了较好的增益平坦效果.FRA-1型分布式光纤拉曼放大器在校园网进行了应用试验,取得了较好的试验效果.     

相移长周期光栅在EDFA增益平坦中的应用

对相移长周期光栅进行了理论分析,在此基础上,运用传输矩阵法对它的透射光谱进行数值计算,分析了相移量大小、平均折射率变化以及光栅长度等结构参数变化对相移长周期光栅透射谱的影响,并根据这些变化规律适当调节它的结构参数,使其透射光谱与平坦EDFA的目标光谱在一定程度上相符。平坦后的EDFA增益谱在34nm范围内最大波动不超过±0.7dB。根据此方法设计的增益平坦滤波器只包含一个器件,体积小,便于制造和封装,具有很好的市场应用前景。     

双程泵浦分立式拉曼放大特性的研究

采用后向泵浦的方案,对新型双程放大分立式光纤拉曼放大器(D-DFRA)的增益特性进行了理论计算,并在双程泵浦放大条件下对增益和噪声特性及受激布里渊散射(SBS)效应进行了实验测量,计算与测量结果较好符合.本文的研究表明:对分立式拉曼放大器通过反射机制实现泵浦光的双程泵浦,可在泵浦功率不变和保持较好噪声特性的同时,大大提升放大器的增益和功率转换效率.增益的提升上限取决于系统受激布里渊散射的阈值,在双程泵浦下增益的上限可得到提高.     

采用反向泵浦光纤喇曼放大器的40信道DWDM光纤传输系统放大特性的数值分析

研究了反向泵浦光纤喇曼放大器中泵浦和信号相互作用的数值求解方法。通过这种方法，能方便地获得信号沿光纤的分布，以及多波长DWDM光纤传输系统谱特性等性能指标。对采用反向泵浦光纤喇曼放大器的单信道以及40信道DWDM光纤传输系统进行了分析和计算，给出了模拟计算结果。此方法没有忽略泵浦由于放大信号而引起的损耗，因此结果准确，为反向泵浦光纤喇曼放大器的设计，分析和应用提供了有效手段。     

高精度射频宽带放大器设计方法研究

本文重点论述了高精度射频宽频带放大器的设计原理和方法.包括射频宽带放大器的电路设计方案分析;射频宽带放大器的详细设计;射频宽带放大器的输入阻抗;以及降低噪声;提高增益等性能的方法设计等.采用高精度、高阻抗的集成运算放大器AD8009射频宽带放大器电路,进行了射频宽带放大器电路设计制作实验调试,对宽带放大器带宽、增益提高方法进行了详细的实验研究.通过大量的实验测试证明:本文所论述的射频宽带放大器设计方法合理正确,放大器的性能指标达到输出阻抗R≤50Ω,输入阻抗R≤50Ω;准确度优于0.1%;电压增益大于20dB,输出电压≥200mV.输出信号波形无明显失真;放大器的下限截止频率≤0.3 MHz,上限截至频率≥50 MHz,并在1 MHz~20 MHz频带内增益起伏≤1dB.     

Spectra of dual-overwritten chirped fiber Bragg gratings

The coupled-mode equations for dual-overwritten chirped fiber Bragg gratings (CFBGs) are obtained and numerically calculated. By simulating the reflection spectra of dual-overwritten CFBGs, we have investigated the effects of chirp coefficient, period difference, grating length and index modulating coefficient, on the reflection spectrum and its intensity and full-width-at-half-maximum (FWHM).     

23mW 33dB光纤放大器模块的研究

报道了高功率掺饵光纤放大器模块的研制。它采用低掺杂Ｅｒ／Ｇｅ／Ａｌ光纤作为放大媒介并采用１．４８μｍ以向激光泵浦结构，模块小信号增益３３ｄＢ，最小噪声系数５．１ｄＢ最大输出功率２３ｍＷ。     

色散补偿型分布式光纤喇曼放大器的实验研究

在后向抽运和前向抽运方式下,采用光纤喇曼激光器作为抽运源,对S波段色散补偿型光纤喇曼放大器(FRA)进行了实验研究。在增益和噪声特性方面,后向抽运方式优于前向抽运方式。在后向抽运时,测量了5kmDCF-50kmG652光纤色散补偿型分布式FRA,分布式FRA和分立式FRA等三种FRA增益和噪声光谱特性,色散补偿型分布式FRA的增益和噪声特性均优于分布式FRA和分立式FRA。在后向抽运方式下,5kmDCF-50kmG652光纤色散补偿型分布式FRA的抽运功率增大时,其增益增大,噪声指数减小。在抽运功率为1.0W时,当信号功率为0dBm时,最大开关增益为21.4dB,增益光谱大于10dB的带宽超过50nm,噪声指数小于-0.05dB。在同样抽运条件下,色散补偿型FRA的增益与小信号功率无关。     

Noise properties of a bidirectional optical fiber transmission system using Raman amplifers

Abstract

Noise properties of a bidirectional optical fiber transmission system using Raman amplification are analyzed. Analytical expressions for both forward and backward amplified spontaneous emission (ASE) noise are established in terms of system parameters. The signal to ASE noise ratio (SNR) and the achievable repeater length are discussed. Based on the results, we find that there exist optimum pump and initial power levels for the maximum SNR and repeater spacing. The maximum system transmission length and accumulated ASE noise for a multiple‐amplifier system are calculated. A maximum system transmission length up to 5,000 km with 12 dB SNR is then predicted.