（英）基于增益谱多项式拟合的双泵浦碲基光纤级联拉曼光纤放大器

光纤拉曼放大器的带宽、增益及增益平坦度直接影响了光纤通信系统的传输质量.针对这些参数的优化,根据碲基光纤的拉曼增益谱特性提出了一种双泵浦级联碲基光纤的拉曼放大器结构.并推导了实现增益谱平坦时光纤长度和泵浦参数满足的约束条件.经过对拉曼增益谱的5次多项式拟合,更准确地反映了拉曼增益谱的信息,同时也简化了其实现增益谱平坦的条件.通过Matlab仿真分析得到,当两段光纤分别取0.339 km,0.16 km时,其最大增益为17.81 dB,增益平坦度为0.66 dB ,放大带宽为48 nm.该方案为宽带宽、高增益、增益平坦度小的拉曼光纤放大器设计提供了一种新的思路.     

多泵浦与光纤级联结合的宽带拉曼光纤放大器

针对传统光纤通信传输系统中拉曼光纤放大器(RFA)增益带宽不足、输出增益低且输出增益不平坦的问题,设计了一种多泵浦和光纤级联相结合的宽带拉曼光纤放大器。并且推导实现增益平坦输出时所用六个泵浦光和四段光子晶体光纤(PCF)对应参数满足的约束表达式,从理论上给出了一种提高放大器增益和增益带宽的同时保证较小增益平坦度的设计方法。最后通过Matlab数值模拟,所设计的宽带拉曼光纤放大器达到了增益带宽92 nm,平均增益39.95 dB,增益平坦度0.1447 dB。     

宽带光纤拉曼放大器的优化设计􀀂

研究优化设计宽带光纤拉曼放大器平坦增益带宽的方法。通过研究多波长后向泵浦光纤拉曼放大器的传输方程，分别用模拟煺火算法及四阶阿当方法迭代出各泵浦波频率及输入功率的大小。可设计出满足增益平坦度要求的宽带光纤拉曼放大器。设计了两个光纤拉曼放大器，一个采用双波长泵浦，得到的平坦增益带宽为50nm，增益不平坦度小于1dB。另一个采用四波长泵浦，得到的平坦增益带宽为80nm，增益不平坦度小于1dB。所得结果证明提出的优化设计方法对于设计多波长泵浦平坦增益带宽光纤拉曼放大器是一种有效的方法。     

多泵浦增益平坦光子晶体拉曼光纤放大器

针对密集波分复用光纤通信系统中拉曼光纤放大器增益及增益谱平坦问题,提出一种采用4个泵浦光的多泵浦方式在光子晶体光纤不同位置处注入两种不同波长泵浦光的组合方式来获得拉曼光纤放大器增益更大、增益谱更加平坦的方法。这种组合方式在拉曼光纤放大器中使得光信号实现了前段放大、后段补偿,从而在拉曼光纤放大器输出端获得高增益和较平坦增益谱。模拟的结果表明:平均增益可达:26.5 dB,增益平坦度为0.046 dB。     

利用免疫算法优化设计的宽带大增益拉曼光纤放大器

为提高拉曼光纤放大器(RFA)的增益带宽和输出增益、改善增益平坦度,本文以掺铒碲基光纤作为放大介质,使用6个泵浦光设计了一款能够实现对C+L波段共100 nm带宽信号光平坦放大的拉曼光纤放大器.在设计过程中,针对拉曼光纤放大器模型中的非线性优化和组合优化问题,采用免疫算法配置泵浦光波长和功率的方法来解决,同时保证拉曼光...     

用于S波段光纤拉曼放大器增益平坦的长周期光纤光栅设计

根据实际所测得的S波段光纤拉曼放大器的信号增益谱,通过对长周期光纤光栅具体参数的选定,由两个长周期光纤光栅级联滤波的组合,可以使增益图谱在50 nm(1485-1535 nm)带宽内,增益平坦度达到±0.6dB以内.由三个长周期光纤光栅级联滤波组合,可以使增益图谱在49 nm(1490-1539 nm)带宽内,增益平坦度达到0.5 dB, 55 nm(1485-1540 nm)带宽内,增益平坦度达到1 dB.这对扩大长周期光纤光栅增益平坦滤波器的运用范围,扩大单泵浦S波段光纤拉曼放大器的有效增益带宽有着积极的意义.     

用于S波段光纤拉曼放大器增益平坦的长周期光纤光栅设计

根据实际所测得的S波段光纤拉曼放大器的信号增益谱,通过对长周期光纤光栅具体参数的选定,由两个长周期光纤光栅级联滤波的组合,可以使增益图谱在50nm(1485～1535nm)带宽内,增益平坦度达到士0．6dB以内．由三个长周期光纤光栅级联滤波组合,可以使增益图谱在49nm(1490～1539nm)带宽内,增益平坦度达到0．5dB,55nm(1485～1540nm)带宽内,增益平坦度达到1dB．这对扩大长周期光纤光栅增益平坦滤波器的运用范围,扩大单泵浦S波段光纤拉曼放大器的有效增益带宽有着积极的意义．     

基于掺TiO2光纤的拉曼放大器特性研究

为探索能够应用于集总式拉曼放大的新型光纤材料,采用掺TiO₂光纤作为增益介质分别设计了一阶、二阶拉曼放大器。给出了高功率转换效率且增益平坦的泵浦参数配置方案,在总泵浦光功率不变的情况下对比了掺TiO₂光纤的一阶、二阶拉曼放大器与掺GeO₂光纤的二阶拉曼放大器的增益特性。仿真结果表明,在L波段60nm的谱宽范围内,32dBm的泵浦光前向注入长达6 km的掺TiO₂光纤对3 dBm的信号光进行二阶拉曼放大,其功率转换效率可达41.57%,增益平坦度仅为1.14 dB,对比掺GeO₂光纤的二阶拉曼放大器具有更平稳的输出增益。     

基于高斯拟合的级联光子晶体光纤拉曼放大器

为了满足超高速、大容量的光纤传输系统的需求,本文在两段光纤级联结构的基础上,分析了光子晶体光纤的拉曼增益谱并采用高斯曲线对其进行拟合,设计了一种高增益、宽带宽的拉曼光纤放大器。高斯曲线拟合完整准确地保留了光子晶体光纤的增益谱信息,同时尽可能地增加了信号的传输带宽。利用四阶龙格-库塔法对经典的拉曼耦合波微分方程进行数值求解,不仅降低了放大器的增益平坦度,也实现了高增益放大。相比于直线拟合光纤拉曼增益谱的方法,提升了系统的传输容量。通过仿真分析得到:放大器的放大带宽为61 nm,其增益高达22.8 dB,增益平坦度仅为0.42 dB。     

基于正余弦扰动的海洋捕食者算法优化RFA设计

为适应下一代6G通信网络对光通信网络提出的高速率、宽带宽和大容量的需求,对拉曼光纤放大器(Raman fiber amplifier, RFA)泵浦参数的优化设计成为了当前光通信系统研究的重点。本文以掺铒碲基光纤为传输介质,提出了一种改进的海洋捕食者算法(modified marine predator algorithm, MMPA),利用该算法优化设计了多泵浦RFA,有效实现了对C+L波段内各信道的平坦光放大。与现有RFA优化算法进行对比,MMPA具有性能优异和鲁棒性强等特点,能有效解决拉曼耦合波方程中的非线性和组合优化等问题,确保RFA的高增益和低增益平坦度。仿真结果表明,在1 530—1 630 nm的增益谱宽范围内,放大器的平均增益为42.36 dB,增益平坦度为0.67 dB。     

光纤拉曼放大器的优化设计

文章介绍了一种设计多波长泵浦光纤拉曼放大器（FRA）的方法以及怎样用此方法实现需要的增益曲线。利用这种方法仿真实现了增益接近20dB、平坦度小于0.2dB的拉曼放大器，它与现有的拉曼放大器相比具有更平坦的增益曲线。     

基于改进粒子群算法的后向泵浦RFA设计北大核心CSCD

为了满足第六代移动通信(6G)系统对光通信网络的高速率及大容量的要求,进一步提高光传输网络中光纤放大器的带宽、响应速率及放大倍数等成为目前的研究重点。在使用碲酸盐光纤作为光纤增益介质的同时,提出一种改进粒子群优化算法,通过在迭代过程中动态的调整速度、位置及惯性权重值,获得更高收敛速度,增强全局搜索的能力。应用该算法对拉曼光纤放大器的各个泵浦光参数配置进行优化、分析及仿真验证,最终设计出平均开关增益为23.738 8 dB,增益平坦度为0.209 8 dB的后向泵浦拉曼光纤放大器。结果表明,改进的粒子群优化算法对拉曼放大器泵浦光的参数配置有很强的适应性,能够获得较低的增益平坦度,对未来拉曼光纤放大器的设计具有一定的参考意义。     

基于自适应差分进化算法的拉曼放大器设计

为满足下一代6G网络对光通信网络提出的传输容量大、速率高及传输时延低的要求,本文将碲酸盐光纤作为光纤增益介质,并利用自适应差分进化(adaptive differential evolution,ADE)算法 对拉曼光纤放大器(Raman fiber amplifier,RFA) 的泵浦参数进行优化。该算法通过引入自适应算子控制变异率的大小,在保持个体多样性的同时增强全局搜 索最优解的能力。最终设计出一款覆盖100 nm带宽范围、平均增益为28.27 dB、增益平坦度为 0.65 dB的多泵浦RFA。同时,在该模型基础上分别研究了泵浦功率和光纤长度对拉曼放大器增益及增益平坦度的影响,为设计和优化多泵浦拉曼放大器模型提供了参考。     

碲基掺铒光纤放大器增益均衡的数值模拟

针对宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)本征增益谱不平坦特性,研究了采用双级串连结构,并在两段光纤中间加入增益均衡滤波器来实现增益平坦.模拟结果显示,通过设计一定结构的滤波谱,在37信道同时输入的情况下,铒离子掺杂浓度为4000 ppm时,使1536～1608 nm范围带宽内的增益达到了24 dB左右,噪声指数小于5.5 dB,增益谱的不平坦度小于1 dB;铒离子掺杂浓度为6000 ppm时,使1536～1608 nm范围带宽内的增益达到了23.5 dB左右.噪声指数小于5 dB,增益谱的不平坦度小于1dB.优化后的级连EDTFA可以满足WDM系统的要求.     

基于粒子群优化算法的双向多泵浦光纤拉曼放大器增益研究

基于石英光纤作为增益介质,采用龙格-库塔法、打靶法求解多波长双向泵浦光纤拉曼放大器的功率耦合波方程,得到拉曼放大器的增益带宽,平均增益,增益平坦度以及泵浦光和信号光沿光纤的分布。再通过粒子群优化算法对同一数量泵浦光不同排列双向系统进行逐个优化分析,在14种双向泵浦结构中选出性能较优的三种结构,再对它们优化参数设置,最终得到性能最优的双向泵浦结构BBFF。研究结果表明:在仅有四个泵浦光的情况下,双向多泵浦结构BBFF具有最优的平均增益和增益平坦度,并且得到了开关增益为23.1665 dB,增益平坦度为0.794 dB的双向泵浦结构。     

双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器

研究现有的拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益谱平坦化技术的不足,提出一种新型的拉曼光纤放大器的设计,即双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器。利用受激拉曼散射增益谱几乎在450cm-1波数处形成的对称结构,利用前向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行放大作用,同时利用后向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行补偿性的放大作用,从而实现双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器的设计。通过MATLAB的仿真验证,所设计的放大器增益平坦度高,信号光功率增益大,可实现双向泵浦受激拉曼散射光纤放大器的平坦化。     

带宽可配置的拉曼光纤放大器

设计了一种带宽可配置的拉曼光纤放大器(RFA),泵浦源和驱动电路采用插卡式.根据不同波段的信号光选用不同的带宽进行放大,提高了RFA的放大效率.通过实验验证在1520～1610nm内可灵活调整放大带宽,且最大增益为16.4dB,增益平坦度小于1.3dB.     

混合拉曼光纤放大器的实现

在拉曼光纤放大器(FRA)和掺铒光纤放大器(EDFA)理论建模的基础上,设计并制作了双波长泵浦的FRA和EDFA相结合的混合光纤放大器,获得了较为平坦的(±1dB),80nm(1533～1613nm)的增益带宽,峰值增益达到了近16.5dB,带内平均增益为15.5dB.     

基于PID和FPGA的宽带增益平坦拉曼放大器的实现

依据积分分离式PID控制原理,设计了基于PID控制技术和FPGA的高精度宽带增益平坦的拉曼放大器(RFA).激光器驱动电流控制精度为0.1 mA,系统温漂小于±25 mK,实现泵浦激光器24 h波长漂移小于±0.02 nm.依据遗传算法,采用5波长大功率LD后向泵浦和100.8 km色散位移光纤(DSF),实现了带宽为90 nm、增益平坦度为0.87 dB的拉曼放大.     

多泵浦反向激励的拉曼光纤放大器的实现

在拉曼光纤放大器理论建模的基础上,设计并制作了四波长八泵浦反向激励且带宽为90nm的光纤放大器。利用康宁公司生产的25kmSMF作为增益光纤,得到拉曼增益为(11.5±1)dB。采用在不同泵浦情况下实测得到的信号增益系数谱和泵浦之间的增益系数谱,使理论建模得到的拉曼增益与实测相一致。