SRS效应对DWDM光通信系统质量影响的分析

文章基于在时域分步法存在衰减、色散走离和受激Raman散射(SRS)效应作用条件下的N信道SRS效应计算模型,使用MATLAB软件进行仿真,通过数据仿真分析了SRS耦合效应对密集波分复用(DWDM)光通信系统质量造成的影响以及输入功率、信道数与SRS耦合效应的关系,对进一步研究SRS效应对DWDM光通信系统性能的影响有着十分重要的意义.     

高功率皮秒激光泵浦受激拉曼散射腔研究

为了获得高平均功率的皮秒宽谱段激光,同时 减小整个光学系统的体积,本文从理论和实验两方面研究了高功率皮秒激光泵浦受激拉曼 散射(SRS)振荡腔。 通过分析SRS过程中同时发生的物理过程,将高功率泵浦下的拉曼晶体内多种 非线性效应简化 为晶体在简单等效透镜下的SRS,并通过实验测量单通SRS光的发散角,计算得到了高 功率泵浦下的拉曼晶体等效透镜的曲率半径,在此基础上设计了稳定高效的SRS振荡腔,通 过对比实验验证了此拉曼振荡腔的高效性,实现了波段覆盖532～698nm、最高输出功率为1.32W的皮秒SRS同轴激光的输出。在相同波 段覆盖范围内,是已报道的最高平均输出功率。     

DWDM系统中色散走离条件下SRS效应的统计特性及仿真

文章在"时域分步法"存在衰减、色散限制和受激喇曼散射(SRS)效应作用条件下的N信道SRS效应计算模型基础之上,分别从理论和数值上分析了SRS效应影响下信号输出功率的统计规律,并使用Matlab软件进行仿真,通过比较理论公式仿真与数值仿真的一致性,对于进一步研究SRS效应对系统造成的误码率以及衡量DWDM系统中SRS效应对通信质量的影响有着重要的意义.     

DWDM光纤通信系统中受激喇曼散射的统计特性

随着通信容量的增大,密集波分复用(DWDM)光纤通信系统中的受激喇曼散射(SRS)非线性效应成为影响系统质量的重要因素.采用时域分步法模型,对色散下的SRS统计特性进行了深入研究,得到了在整码元色散走离时,DWDM系统各信道传输功率的统计特性,推导了各信道传输功率的数学期望、标准差,证实了各信道传输功率符合高斯分布,计算了概率密度函数,并且与仿真数据取得了较好的一致.

Abstract：

With the enlargement of communication capacity, the performance of dense wavelength division multiplexed (DWDM) fiber communication systems might be degraded by nonlinear effect of stimulated Raman scattering (SRS) in the optical fiber. To resolve these problems, the time-domain split-step method is applied to investigate the statistical characteristics of SRS. The mean and the standard deviation of transmission powers of all channels are derived analytically in a closed-form formula for DWDM systems with SRS and integer bits dispersion walk-off. The probability density function (PDF) of output powers of all channels is confirmed to be Gaussian distribution. The numerical results show a good correspondence with analytical formulae.     

单频激光抽运的石英光纤宽带受激拉曼散射实验研究

采用单频高功率Nd∶YVO4 激光的倍频光 (5 32nm)作为抽运源 ,激发长度为 2 5 0m和 92 0m的单模石英光纤 ,开展了石英光纤在可见光谱范围内的受激拉曼散射实验研究 ,获得了宽带宽的、第 1级到第 4级受激拉曼散射Stokes光谱 ,拉曼频移峰值分别为 4 5 0cm- 1 ,10 6 4cm- 1 ,16 10cm- 1 和 2 16 8cm- 1 。     

固体谐波多波长拉曼激光器

研究了多谐波固体激光器在气体中的受激拉曼散射，获得了多波长激光输出。利用Nd：YAG激光的二倍频、三倍频及四倍频的激光输出在氢气和甲烷气体中的受激拉曼特性获得多个波长的拉曼输出，波长范围覆盖紫外到可见光甚至近红外。列出了常用的几种拉曼工作气体，其中氢气和甲烷各有优缺点，而两者的混合气体一方面弥补了氢气频移过大的缺点，另一方面抑制了甲烷的易分解性。利用缓冲气体和混合气体优化拉曼激光的输出。给出了24个拉曼波长的功率输出数据，其中功率较大的有13个波长。多谐波固体激光与受激拉曼散射结合的多波长拉曼激光器在激光雷达等领域有广泛的应用。     

四倍频Nd：YAG激光在高压氢气中的喇曼频移研究

利用Nd:YAG固体激光器四倍频输出(266nm)在高压H₂中的受激喇曼散射获得多波长的激光输出。当泵浦能量一定时,通过改变H₂压力得到了最佳的能量输出,299nm波长的激光能量为3mJ,341nm波长的激光能量输出为6.1mJ,398nm波长的激光能量输出为2.8mJ,239nm波长的激光能量输出为0.8mJ,同时在477nm,595nm,218nm,200nm波段也有能量输出。     

反共振空芯光纤中氘气受激拉曼散射实验研究

报道了基于反共振空芯光纤的氘气单程和级联受激拉曼散射实验研究,详细分析了反共振空芯光纤中氘气受激拉曼散射的过程,研究了输出光谱和拉曼谱线功率随氘气压强和泵浦激光功率的变化规律,指出降低气压、采用峰值功率相对较低的泵浦脉冲可以有效抑制转动受激拉曼散射,提高振动受激拉曼散射效率。此外,通过进一步设计、拉制传输带位置合适、带宽较窄的反共振空芯光纤,利用1064 nm脉冲激光泵浦,可以实现高效的氘气一阶振动斯托克斯光(1561 nm)和二阶级联振动斯托克斯光(2925 nm)输出。     

甲烷和氢气混合气体中的多波长拉曼转换

探索Nd：YAG倍频激光与受激拉曼散射(SRS)结合获得从紫外到可见光范围的多波长输出，可应用于激光雷达探测空气污染等领域。利用Nd：YAG激光的三倍频355nm波长输出在甲烷及甲烷和氢气混合气体中的拉曼特性进行研究。获得在396nm，416nm，447nm和503nm 515nm等多个波长分别约100mW的同时输出，以及对个别波长的增强。讨论了不同常见的工作气体及混合气体的特点。与单一工作气体(氢气或甲烷)相比，混合气体可以获得更为丰富的波长输出。相比甲烷气体在紫外激光照射下的分解作用，由于氢气的加入一定程度上抑制了分解反应，混合气体产生的分解沉淀较少。     

Molecular Inorganic,Organic Crystalline,and Glassy Materials for Raman Laser Converters

The process of stimulated Raman scattering (SRS) allows to convert laser emission wavelengths of materials providing suitable molecular or lattice modes which contribute to the third order nonlinear optical susceptibility. SRS of known materials can produce Stokes or anti‐Stokes shifts in the range of about 100 to 3100 cm^–1. Renewed interest in this field emerged because of the discovery of SRS in crystals and glasses that contain molecular units exhibiting Raman active modes. Particularly, organic nonlinear optical materials used so far for frequency doubling and third harmonic generation seem to have a great potential for SRS applications. SRS laser systems are of interest in various fields including remote sensing of the atmosphere, which requires high peak‐power laser pulses at wavelengths that are difficult to reach by current all‐solid‐state lasers. For SRS there is no need to have acentric materials, therefore, many of the organic crystals and polymers showing pronounced χ⁽³⁾ properties may be reconsidered for a thus far unexplored direction in the manufacturing of all‐solid‐state laser frequency converters.     

多阶级联拉曼光纤激光器的理论分析与优化设计

由稳态条件下描述光纤中受激拉曼散射(SRS)效应的光功率耦合方程出发,采用解析方法对多阶级联拉曼光纤激光器(CRFLs)进行了理论分析。根据拉曼光纤激光器级联阶数的奇偶性分别推导出了多阶级联拉曼光纤激光器的输出功率、光-光转换效率最大时的拉曼光纤长度和输出耦合器反射率。通过忽略反射回谐振腔输入端的剩余抽运光功率,计算了5阶级联拉曼光纤激光器的输出特性和光-光转换效率随光纤长度和输出耦合器反射率的变化。利用已有的5阶级联掺锗拉曼光纤激光器输出特性实验数据与理论分析结果进行了对比。     

固体三倍频激光在高压H2中受激拉曼散射的实验研究

利用Nd∶YAG激光器的三倍频输出 (35 5nm)在H2 中的受激拉曼散射 (SRS)获得波长在 2 0 4～ 86 7nm范围内的激光输出。当抽运能量为 70mJ时观察到四阶Stokes光和五阶Anti Stokes光 ,其中第一阶Stokes光 (416nm)输出能量为 2 8 7mJ,第二阶Stokes光 (5 0 3nm)输出能量为 16mJ,一阶Anti Stokes光 (30 9nm)输出能量为 3mJ。研究了H2 压力和各阶Stokes光能量的关系 ,同时观察到环行光斑和脉宽压缩现象。     

DWDM系统中色散对受激喇曼散射的影响

研究了光纤色散对波分复用(WDM)系统中受激喇曼散射(SRS)非线性效应的影响.提出了一种简便且物理意义明确的分析计算模型,它适合于任意输入信号、任意信道数,以及不同的色散参量.基于该模型,深入分析了两信道光纤通信系统中,各种色散参量下,色散对SRS的影响,得出了色散能减小SRS效应所引起的输出功率的波动的结论,并且给出了在不同色散参量下,输出功率标准差随距离变化的曲线.     

四氯化碳和苯乙醇混合液液芯光纤中的受激喇曼散射和四波混频

用调QYAG激光器的倍频光(λ=532.1nm)在充有四氯化碳和苯乙醇混合液液芯光纤中观察到受激喇曼散射(SRS)和四波混频(FWM)现象,对各条谱线的频率进行了标定,并给出了一些理论分析。     

YAG激光泵浦光纤产生受激喇曼散射

本文利用YAG激光泵浦光导纤维产生受激喇曼散射,并利用所摄取的受激喇曼光谱图定出斯托克斯线波长,计算样品的喇曼频移,对实验中所观察到的现象进行分析讨论。     

光纤气体激光光源研究进展及展望(Ⅰ):基于受激拉曼散射

空芯光纤为光与气体的相互作用提供了理想的环境,极大增强了气体的受激拉曼散射,大大降低了拉曼阈值。基于充气空芯光纤的光纤气体拉曼激光光源获得了快速发展,已经实现了从紫外到中红外波段的激光输出。简要介绍了光纤气体拉曼激光光源的基本原理和空芯光纤的发展概况,详细综述了光纤气体拉曼激光光源的研究进展,并对其发展的趋势进行了展望。     

外部荧光种子植入法增强液芯光纤的受激拉曼散射

报道了一种能够增强液芯光纤中的受激拉曼散射的外部荧光种子植入法。在毛细管套液芯光纤之间充入荧光染料,实现染料介质与拉曼介质的分离,从外部植入染料荧光种子线性地放大液芯光纤中的受激拉曼散射的初始光强,有效无污染地增强了液芯光纤中拉曼介质的受激拉曼散射强度。实验结果表明,外部荧光染料浓度为最佳值约为10-6 mol/L时,可使液芯光纤中拉曼介质的各阶斯托克斯线均有最大增强。     

高功率双包层光纤激光器的受激拉曼散射

受激拉曼散射(SRS)会限制光纤激光器功率的提高。利用光纤激光器的功率传输方程,理论分析了高功率掺Yb3 双包层光纤激光器中的受激拉曼散射效应,得到了纤芯直径、光纤长度、掺杂浓度以及抽运方式对光纤激光器特性的影响。通过分析,得到了增大纤芯直径、减小光纤长度、降低掺杂浓度以及合理的抽运方式可以有效地减小拉曼散射的影响。利用已有的实验结果对理论模型进行了对比,证明了理论模型的正确性。所得的结果对设计实现高功率双包层光纤激光器提供了理论依据。     

沿传输方向浓度渐变掺铒光纤放大器的模型

提出了两种掺铒浓度渐变的分布式光纤放大器（ｄ－ＥＤＦＡ）模型：沿传输方向，掺杂浓度单调线性下降与掺杂浓度线性由大到小，由小到大两次变化的ｄ－ＥＤＦＡ，用传输方程研究了不同渐变系数下，ｄ－ＥＤＦＡ的各种特性。     

利用受激喇曼散射稳定超短光脉冲能量

本文报道利用受激喇曼散射稳定超短光脉冲的新颖方法。实验上得到能量涨落比泵浦光小得多的高稳定性前向一阶斯托克斯光。并给出定性理论分析。