光纤喇曼放大器原理的数值模拟分析

为分析光纤喇曼放大器的原理,基于已有的耦合微分方程,采用数值解法,对不同抽运光强下不同长度光纤所产生的受激喇曼散射现象进行数值模拟,并对模拟结果作了详尽分析。发现:发生受激喇曼散射现象时,抽运光强和光纤长度发生兑换;能量红移现象普遍存在,包括同阶Stokes光谱内部和不同阶的Stokes光谱之间。抽运光强越大,能量红移现象越明显。此结论比文献中的实验结果更全面,对相关实验有指导作用,为光纤喇曼放大器和光纤喇曼激光器等器件的原理理解和优化设计提供了有益的参考。     

光纤喇曼放大器的阈值探析

为了研究光纤喇曼放大器的阈值特性,首先由受激喇曼散射的耦合微分方程出发,采用数值模拟的方法,描述了光纤喇曼放大器中阈值的产生过程,给出阈值前后的仿真结果,强调阈值的重要性.然后在已有研究的基础上,考虑与实际情况相吻合,采用理论推导的方法,得到同向抽运和反向抽运光纤喇曼放大器的阈值公式.并且采用5种典型光纤的相应参数,对影响阈值的各参量进行了详细分析,抽运方式不同,阈值不同;同一种抽运方式中,各参量对阈值的影响也不同.结果表明,可以根据各个参量对阈值的不同影响来优化参量以降低阈值,对于如何提高光纤喇曼放大器的抽运效率以及光纤喇曼放大器的实验工作有一定的参考价值.     

多泵浦喇曼放大器简化模型设计及泵浦优化

对多泵浦光纤喇曼放大器(FRA)功率传输方程进行了合理简化,得到密集波分复用系统(DWDM)信号合成喇曼增益的数学模型,分析了受激喇曼散射(SRS)对信号喇曼增益的影响。并在该简化模型基础上介绍了一种对泵浦波长分布和输入功率进行优化计算的方法,实现了超宽带平坦的喇曼增益谱,为多泵浦FRA在DWDM系统中的应用提供了有价值的参考。     

前、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性分析

为了研究前向、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性,在受激喇曼散射功率耦合方程组的基础上,采用龙格-库塔法结合打靶法分别计算了前、后向抽运功率、信号功率沿光纤的演化过程,并给出了抽运功率和信号功率的计算结果。结果表明,前向抽运系统中信号开始被放大,在最大处开始快速减小。低频抽运光的功率开始被放大的原因是由于抽运光之间的非线性相互作用引起的。后向抽运时信号开始被缓慢减小,然后在距离光纤末端处快速增加。这为以后喇曼光纤放大器的设计提供了重要的参考。     

前、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性分析

为了研究前向、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性,在受激喇曼散射功率耦合方程组的基础上,采用龙格-库塔法结合打靶法分别计算了前、后向抽运功率、信号功率沿光纤的演化过程,并给出了抽运功率和信号功率的计算结果.结果表明,前向抽运系统中信号开始被放大,在最大处开始快速减小.低频抽运光的功率开始被放大的原因是由于抽运光之间的非线性相互作用引起的.后向抽运时信号开始被缓慢减小,然后在距离光纤末端处快速增加.这为以后喇曼光纤放大器的设计提供了重要的参考.     

多抽运宽带喇曼放大器模拟算法的研究

基于龙格-库塔-芬尔格(Runge-Kutta-Fehlberg)方法,提出了一种求解多抽运宽带喇曼放大器耦合方程的自适应步长算法。该算法根据每步计算中局部截断误差和精度的要求,合理调整步长大小。仿真结果表明,与其它算法相比,自适应步长算法能有效地提高计算精度和效率,适合于光纤喇曼放大器的模拟计算。     

光纤喇曼放大器增益实验研究

介绍了分布式光纤喇曼放大器增益原理，由泵浦光和信号光的互作用方程给出了增益表达式，提出一种数值模拟方法计算增益，同时给出了实测增益的具体方案。实验实现C带内10dB以上喇曼放大，实测增益和数值模拟结果吻合较好。     

喇曼光纤放大器的优化设计与仿真

为了增加喇曼光纤放大器（RFA）的输出带宽,减小增益平坦度。利用Opti System软件仿真分析了不同参数设置下的增益特性与泵浦源的关系,对泵浦功率、泵浦波长、光纤长度和有效作用面积进行了优化设计与仿真。仿真结果表明：提出的优化方法可使RFA的增益在设定范围内获得最大值,并且通过改变相关参数得到较好的增益平坦度。     

增益平坦光纤喇曼放大器的实现

介绍了一种独特的方法来实现具有最优增益平坦度和增益带宽的增益平坦喇曼光纤放大器.通过使用反向放大器设计,实现了不使用任何增益均衡器在12 THz带宽上的相对平坦度低于1%,这种放大器的结构比现有的宽带光纤放大器在增益平坦上有一定的进步.     

光纤喇曼放大器增益实验研究

介绍了分布式光纤喇曼放大器增益原理,由泵浦光和信号光的互作用方程给出了增益表达式,提出一种数值模拟方法计算增益,同时给出了实测增益的具体方案.实验实现C带内10 dB以上喇曼放大,实测增益和数值模拟结果吻合较好.     

光纤拉曼放大器中的广义损耗系数和特性模拟新算法

通过引入广义损耗系数的概念,给出了计算机模拟光纤拉曼放大器(FRA)的一种新算法。该算法不用假设抽运光和信号光衰减系数相同,且可大大增加饱和放大状态下的迭代步长。用于光纤拉曼放大器增益、噪声系数等的数值模拟时,可在保证精度的同时显著缩短迭代时间。模拟结果与已有文献的实验数据相吻合     

宽平坦增益谱喇曼放大器的优化设计

在对同向、反向泵浦喇曼放大器的理论模型进行对比分析的基础上，说明在小信号情形，可以用同向泵浦的数学模型代替反向泵浦的情况，并用遗传算法实现了泵浦源的优化设计，得到平坦的增益谱。     

一种宽带光纤喇曼放大器的设计

在PTDS(photonic transmission design suite)仿真平台上，对宽带光纤喇曼放大器(FRA)的设计及泵浦源对增益的影响进行了研究。提出了一种宽带FRA的设计方法及增益控制方法，进而设计了增益起伏小于ldB、1dB带宽为80nm的S波段宽带FRA，并且通过增益控制方法可以使FRA的增益灵活地改变。     

同向抽运光纤拉曼放大器的阈值特性

为全面分析同向抽运光纤拉曼放大器的阈值特性,基于耦合微分方程,采用龙格库塔算法,数值模拟同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同向抽运光纤拉曼放大器的阈值公式。然后,数值计算各个参数对同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、抽运光和信号光频率比值增加,阈值减小;光纤有效面积越大,阈值越大。     

光纤拉曼放大器

主要讨论了光纤拉曼放大器的原理、历史、现状和前景，同时分析了它的设计原则、增益均衡的各种方法，给出了拉曼放大器的仿真模型。最后讨论了放大器基本特性对系统性能的影响。     

用于光纤拉曼放大的高功率光纤激光器

综述用于光纤拉曼放大器的高功率光纤激光器，详细分析了双包层光纤激光器工作原理及其关键技术；介绍了双包层光纤激光器抽运的级联拉曼光纤激光器的最新进展，并展望了这一领域的发展。     

宽带拉曼光纤放大中的多泵浦源选择方法

理论分析了拉曼光纤放大谱与多波长泵浦光功率和波长的关系.考虑到泵浦光与泵浦光,泵浦光与信号光的拉曼相互作用,得出一个增益数组,增益数组就是离散的宽带拉曼光纤放大增益谱.对任何形态的宽带拉曼光纤放大增益谱,可以设定对应的增益数组,把泵浦光功率和波长组成二维坐标系,遍取坐标系中的各点,求出各组点对应的增益数组,找出最接近设定的增益数组,这组泵浦光功率及波长就是最优的解决方案.     

光纤中的瑞利后向散射对分布式光纤拉曼放大器噪声特性的影响

光纤中的瑞利散射会对分布式光纤拉曼放大器 (DFRAs)的放大的自发辐射 (ASE)噪声产生影响 ,并带来二次瑞利散射 (DRB)效应。得到了DFRAs中各种噪声项的解析或半解析表达式。通过此表达式深入分析了各噪声项影响分布光纤拉曼放大器性能的规律 ,并利用等价接收机灵敏度的概念讨论了瑞利散射对DFRAs噪声特性两种影响的总效果     

双包层塑料光纤放大器增益特性的研究

依据双包层光纤的截面特征,给出了适用于双包层结构光纤放大器的速率方程和功率传输方程,并用数值方法对不同结构的双包层塑料光纤放大器的增益特性进行了分析,结果表明:,偏心结构双包层塑料光纤放大器在提高信号增益的同时,又可有效地避免有机染料发生热漂白.