混合(FRA-EDFA)光纤放大器的设计研究

基于拉曼光纤放大器(FRA)与掺饵光纤放大器(EDFA)的原理、模型,分析了由分布式拉曼光纤放大器和掺饵光纤放大器组成的混合光纤放大器,提出了设计因素的考虑和优化.     

瑞利散射对拉曼光纤放大器性能的影响及抑制措施

瑞利散射是影响拉曼光纤放大器性能的重要因素。本文系统地分析了瑞利散射对拉曼光纤放大器噪声、串扰和功率代价等性能的影响，指出优化选择泵浦功率和泵浦方式以及插入光隔离器等措施可以降低瑞利散射的影响，从而为拉曼光纤放大器的优化设计提供了依据。     

拉曼光纤放大器的应用与研究进展

拉曼光纤放大器因其特有的在线、宽带、低噪声等特点而越来越被人们关注,是一种非常适合下一代超大容量、超长距离密集波分复用系统(DWDM)的光纤放大器。介绍拉曼光纤放大器的原理和特点,分析拉曼光纤放大器应用和最新进展,并探讨拉曼光纤放大器研究两个方面。通过对两个方面研究成果的综述,可以为将来对拉曼光纤放大器的深入研究提供一些有益的参考。     

L-波段光纤放大器及其研究进展

介绍了实现Ｌ－波段放大的三种光纤放大器:增益移位掺饵光纤放大器、掺饵碲化物光纤放大器和光纤拉曼放大器,就每一种光纤放大器的原理、结构、特点和发展现状进行了综述．     

基于光子晶体光纤的分立式拉曼放大器

主要研究了基于光子晶体光纤的宽带分立式拉曼放大器的优化设计方法。简化了多波长抽运宽带光纤拉曼放大器的传输方程, 得到优化设计的模型及目标函数。对传统的优化算法进行了改进, 提出了一种新的遗传模拟退火算法, 该算法同时利用遗传算法和模拟退火算法的优点。设计了两个分立式光纤拉曼放大器, 一个采用双波长抽运, 另一个采用四波长抽运。仿真结果表明, 光子晶体光纤可以用来设计成为短长度、高效的分立式光纤拉曼放大器。     

TDM抽运光纤拉曼放大器的色散研究

基于光纤拉曼放大器(FRA)的非线性偏微分耦合方程,采用时分复用(TDM)方式抽运,研究了多波长抽运源反向抽运时信号光在光纤中的传输特性.利用分布傅里叶变换方法数值模拟了TDM反向抽运光纤拉曼放大器的色散特性.分析了光纤的色散系数、抽运光的占空比,以及抽运源的数量变化等对光纤拉曼放大器色散的影响,研究结果为TDM抽运光纤拉曼放大器色散的进一步研究提供了参考.     

铌酸锂掺杂石英光纤拉曼增强特性研究

为了获得高拉曼增益特种石英光纤,提高拉曼光纤 放大器增益,本文研究了铌酸锂掺杂石英光纤的拉曼散射增强特性,采用改进化学气相沉积(MCVD)法制备出了铌酸锂掺杂石英光纤样品,其在1550nm 波长处的传输损耗为5dB/km。测得了铌酸锂掺杂石英光纤的拉曼光谱,并与相同长度的常 规单模光纤拉曼 光谱进行了对比,发现铌酸锂掺杂石英光纤具有更高的拉曼散射强度,在几个主要峰位处, 铌酸锂掺杂石 英光纤的拉曼散射强度为常规单模光纤的3.8～4.8倍。同时,搭建了 拉曼光纤放大器系统,分别测得铌酸 锂掺杂石英光纤和常规单模光纤的拉曼散射放大增益。实验结果表明,铌酸锂掺杂石英光纤 拉曼放大增益 约是常规单模光纤的2倍。因此,铌酸锂掺杂石英光纤作为拉曼光纤放大器的增益介质将可 取代常规单模 光纤,并能有效地提高拉曼光纤放大器的放大效果。     

反向抽运光纤拉曼放大器阈值的数值分析

为分析反向抽运光纤拉曼放大器的阈值特性,基于已有的耦合微分方程,采用龙格库塔法和打靶法相结合的算法,数值模拟了反向抽运光纤拉曼放大器中信号光功率沿光纤的演变过程,在此基础上根据实际情况推导出反向抽运光纤拉曼放大器的阈值公式,并详细分析了各个参数对反向抽运光纤拉曼放大器阈值特性的影响,结果表明,初始信号光功率、光纤有效长度、拉曼增益系数增加,阈值就会减小;光纤有效面积越大,阈值越大。     

基于光子晶体光纤的拉曼放大器特性研究

研究了基于光子晶体光纤拉曼放大器的特性.在后向多抽运的情况下,利用不同的几何尺寸与掺锗浓度,全面研究了拉曼净增益、信号双重瑞利后向散射光信噪比及放大自发辐射光信噪比,并进行了模拟分析.计算、比较了该类放大器与基于单模光纤的拉曼放大器的性能.结果表明,在合理选择光纤几何尺寸与掺锗浓度的基础上,光子晶体光纤拉曼放大器具有更好的放大特性.     

（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。     

Amplification Effect on Rayleigh Scattering and SBS in 25 km Distributed Fiber Raman Amplifier

The amplification effect on stimulated Brillouin scattering （SBS） and Rayleigh scattering in the backward pumped G652 fibers Raman amplifier have been researched. The signal source is a tunable narrow spectral bandwidth （〈10 MHz） ECL laser and is pumped by the tunable power 1427.2 nm fiber Raman laser. The Rayleigh scattering lines are amplified by fiber Raman amplifier, and Stokes stimulated Brillouin scattering lines are amplified by fiber Raman amplifier and fiber Brillouin amplifier. The SBS lines total gain is a production of the gain of Raman and the gain of Brillouin amplifier. In experiment, the gain of SBS is about 42 dB and the saturation gain of 25 Ion G652 backward FRA is about 25 dB, so the gain of fiber Brillouin amplifier is about 17 dB.     

Design of transmission optical fiber with a high Raman gain, large effective area, low nonlinearity, and low double Rayleigh backscattering

Designed was the transmission fiber with a high Raman gain, large effective area, low nonlinearity, and low double Rayleigh backscattering (DRBS). Basically the optical signal-to-noise ratio (OSNR) of distributed type Raman amplifier is superior to that of the lumped type Raman amplifier using a high Raman gain fiber such as dispersion compensation fiber. However, much pump power and long length of transmission fiber line are required to acquire a proper gain in the distributed type fiber Raman amplifier. Thus, compositional adjustment on the fiber for optical transmission is of benefit to reduce further the required pump power. In this regard, based on this simulation, the fluorine and germanium co-doped fiber showed a high Raman gain, high OSNR, and low DRBS.     

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。     

损耗对级联光纤RFA增益平坦度影响分析

增益平坦度是衡量光纤通信中喇曼光纤放大器的关键参数之一。文章从级联光纤实现喇曼增益谱平坦技术的分析理论入手, 改进了实现喇曼增益谱平坦的约束条件, 利用Matlab分析了光纤损耗对RFA增益谱平坦度的影响。结果表明: 在喇曼光纤放大器系统中, C波段各个光之间不同的损耗系数是影响增益平坦度的关键因素, 即信号光之间损耗系数的不同会引起喇曼光纤放大器的增益平坦度劣化, 各个被放大信号光之间的损耗系数相差越大, 则增益平坦度越差。     

损耗对级联光纤RFA增益平坦度影响分析

增益平坦度是衡量光纤通信中喇曼光纤放大器的关键参数之一。文章从级联光纤实现喇曼增益谱平坦技术的分析理论入手,改进了实现喇曼增益谱平坦的约束条件,利用Matlab分析了光纤损耗对RFA增益谱平坦度的影响。结果表明:在喇曼光纤放大器系统中,C波段各个光之间不同的损耗系数是影响增益平坦度的关键因素,即信号光之间损耗系数的不同会引起喇曼光纤放大器的增益平坦度劣化,各个被放大信号光之间的损耗系数相差越大,则增益平坦度越差。     

在瑞利散射影响下分布拉曼光纤放大器噪声特性的解析解和参数优化

光纤中的瑞利散射会对分布拉曼光纤放大器的噪声特性产生不利影响。通过忽略高次瑞利后向反射的影响,给出实际情况下(信号损耗不等于抽运损耗,考虑瑞利散射影响)分布拉曼光纤放大器噪声特性的解析解。利用此解析解,对分布拉曼光纤放大器的噪声特性进行了深入讨论并提出了选择抽运功率的一般原则     

脉冲光布里渊散射信号的拉曼放大研究

实验研究了前向拉曼泵浦方式下脉冲信号光产生的自发布里渊散射信号和受激布里渊散射(SBS)信号的拉曼放大规律。拉曼泵浦放大自发布里渊散射信号时,随泵浦功率增大会出现SBS现象,对散射信号的放大由拉曼放大和布里渊放大两部分引起,因此增益较大,当拉曼泵浦功率为1 000 mW时Stokes光增益可达54 dB。拉曼泵浦放大SBS信号时,放大过程中只存在拉曼放大。且当泵浦功率增大至600 mW时,会引起多级布里渊散射,致使一级Stokes和泵浦能量会转移到下一级布里渊散射,一级Stokes光增益饱和并下降。     

拉曼光纤放大器在国内工程中的应用

重点介绍了拉曼光纤放大器在长跨距SDH线路中的应用、产品设计中需要考虑和解决的问题；探讨了超长跨距SDH光传输系统的实现方案和测试结果。同时讨论了拉曼光纤放大器在实际线路应用中需要注意的问题，首次给出了拉曼光纤放大器在国内2．5Gbit／s系统200km G.652光纤上的现场应用结果。     

DCF光纤拉曼放大器的实验研究

DCF(dispersion compensating fibre)光纤具有较高的拉曼增益系数,利用这一点可以用较短长度的DCF光纤制成分立式的光纤拉曼放大器,作为传输线路上的损耗补偿.本文在测量并计算了DCF光纤的拉曼增益系数的基础上,对分立式的DCF放大器的开关增益和噪声指数进行了测量和分析,并将分立式FRA和分布式FRA在开关增益和噪声指数方面做了比较。介绍了用不同的测量方法所造成的实验结果的差异.实验结果表明,放大介质为5 km的DCF光纤所构成的放大器,在抽运功率为800 mW的条件下,最大增益可达14.77dB,3 dB带宽为35 nm,满足作为损耗补偿的要求.