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。     

一种可调谐的宽带喇曼波长转换器

为了提高宽带波长转换技术的响应速度，采用高非线性光子晶体光纤，设计了一种受激喇曼散射的可调谐全光宽带波长转换器。基于光纤中喇曼效应，对光子晶体光纤喇曼增益谱采取高斯曲线进行拟合，建立了喇曼波长转换器的理论模型，并进行了仿真分析，讨论了光纤长度对转换效率的影响。结果表明，在符合通信系统的条件下，实现了100nm转换带宽，波段为1487nm~1587nm，Q因子随探测光波长变化与喇曼增益谱走势相同，其波长转换质量最优处在喇曼增益系数最大处。该研究对未来光网络的波长转换器波长分配以及光纤长度的配置研究具有参考意义。     

宽带宽与新波段光纤放大器进展

宽带、高速、长距离和智能化是目前光纤通信系统发展的趋势所在。迅速膨胀的信息服务量使宽带成为最迫切的需求,新波段与长增益带宽光纤放大器的研究炙手可热。本文阐述了近期各波段光纤放大器以及拉曼放大器的进展,并揭示了光纤放大器向短波段和混合型发展的趋势。     

Design of distributed Raman temperature sensing system based on single-mode optical fiber

The distributed optical fiber temperature sensor system based on Raman scattering has developed rapidly since it was invented in 1970s. The optical wavelengths used in most of the distributed temperature optical fiber sensor system based on the Raman scattering are around from 840 to 1330 nm, and the system operates with multimode optical fibers. However, this wavelength range is not suitable for long-distance transmission due to the high attenuation and dispersion of the transmission optical fiber. A novel distributed optical fiber Raman temperature sensor system based on standard single-mode optical fiber is proposed. The system employs the wavelength of 1550 nm as the probe light and the standard communication optical fiber as the sensing medium to increase the sensing distance. This system mainly includes three modules: the probe light transmitting module, the light magnifying and transmission module, and the signal acquisition module.     

光纤色散对WDM系统中受激喇曼散射串扰的影响

本文研究了波分复用系统中光纤色散对受激喇曼散射串扰的影响,提出了在考虑信号调制几率特性和脉冲走离效应后,系统误码率和功率代价的理论计算方法,并对典型系统进行了数值模拟。研究结果表明,由光纤色散引起的信号脉冲走离可以降低受激喇曼散射串扰,尤其是在复用信道较多、信号传输速率较高的系统中,光纤色散的作用更加明显     

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。     

光纤拉曼散射效应在传感和通信技术中的应用

首先介绍光纤的拉曼(Raman)散射的原理,然后分析了泵浦光对Raman散射的影响,从分析中可以看出Raman散射的特性,从而为光纤作为传感器和放大器提供理论基础。最后介绍作者研制的分布式光纤温度传感器和通信领域的光纤拉曼放大器。     

30 km远程分布光纤拉曼温度传感器系统的实验研究

研制成功一套 30km远程分布光纤拉曼温度传感器 (DOFRTS)系统 ,采用了新的光纤放大的反斯托克斯背向拉曼自发散射测温原理和 15 5 0nm掺铒光纤激光器作为抽运源及高速瞬态波形采样技术 ,累加平均等信号处理技术 ,提高了信噪比 ,解决了弱信号检测问题。使用智能化恒温技术 ,使主要元器件在恒温条件下工作 ,解决了工程应用中环境的适应性问题。经鉴定 ,远程分布光纤拉曼温度传感器系统的主要技术指标如下 :光纤长度为 31km ,测温范围为 0～ 10 0℃ (可扩展 ) ,温度测量不确定度为± 2℃ ,温度分辨率为 0 1℃ ,测量时间为 4 32s,空间分辨率为 4m。最后给出了远程分布光纤温度传感器系统性能的国内外对比表     

OBS网络中基于扩展Benes矩阵的节点串扰分析

光突发交换(OBS)的提出,一定程度上满足了对高速业务的需求,但由于交换结构中光路器件自身的特性以及信号的相互作用,其内部存在严重的串扰问题,阻碍了通信的进行,极大地限制了光突发交换的性能。为了进一步研究OBS光网络节点结构中的串扰问题,仿真模拟了OBS网络中基于扩展Benes光交换矩阵的节点串扰情况,证明了OBS网络节点结构中,光交换矩阵本身、输入输出光纤数和每根光纤中的复用波长数都会不同程度的引起串扰的变化,从而影响整个光通信网络的质量。     

Pump depletion induced noise and crosstalk in distributed opticalfiber Raman amplifiers

In distributed optical fiber Raman amplifiers, instantaneous pump power depletion is related to the patterns of the input wavelength-division-multiplexing signals, especially for high bit rate application. This results in additional optical noise and interchannel crosstalk. We analyzed the phenomenon and presented simulation results. The cases for different bit rates and channel numbers were compared     

基于anti-Stokes Raman散射温度效应的温度解调理论研究

激光脉冲进入光纤中,与光纤分子相互作用,产生Raman散射和Raylei曲散射。由于Raman散射具有温度效应,其散射光强度受温度调制,可作为温度信息的载体,用于温度解调及测温系统设计。本文提出了可行的温度解调方法及理论推导,并推导出单通道和双通道条件下的测温关系,设计出两种条件下的传感器系统。     

Influence of adjacent channel interference on thefrequency-modulated WDM optical communication system

The effect of adjacent channel interference on the frequency modulated wavelength division multiplexing (FM-WDM) optical communication system is analyzed in this paper. This system uses injection-locked optical discriminator at the output for the demodulation of FM channels. Adjacent channel interference results in crosstalk in the FM-WDM communication system which has been calculated. Dependence of crosstalk on the channel spacing, received signal power in a particular channel, and linewidth enhancement factor of the slave laser incorporated in the optical discriminator has been numerically investigated. The injection-locked discriminator has a typical output crosstalk level of -50 dB for a channel spacing of 100 GHz with optical injection level of -30 dB into the slave laser and is a suitable subsystem to be used in FM-WDM communication system     

分布光纤喇曼光子传感器系统

分布光纤喇曼光子传感器（ Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ） 系统是一种实时测量空间温度场、应力场和压力场的光纤网络系统。依据喇曼散射的温度效应,自发喇曼散射光子是温度信号的载体,瑞利散射光子是应力和压力信号的载体, Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ 系统是一种特殊的光纤通信机,同时也是一种光纤雷达。文章讨论了系统的结构、解调方法、 Ｌ Ｄ 波长选择、系统的信噪比     

利用波长变换技术消除拉曼串扰的规律分析

从理论上分析了等线性损耗、等信道间隔与不等输入功率条件下DWDM通信系统在传输过程中,利用波长变换技术消除拉曼串扰的原理,得到了传输距离末端输出功率的规律性,并通过仿真进行了验证。这对于进一步研究消除光纤传输过程中的非线性效应,提高通信质量有着重要意义。     

VCSEL技术与并行光互联

介绍了VCSEL结构和技术特点，它以很高的性能价值比成功地应用于单通道和并行光互联，并将在宽带以太网、高速数据通信网中得到广泛的应用，以VCSEL为基础器件的高速大容量、高并行处理功能的光互连、光交换系统有着极好的应用前景。     

高密度光波分复用传输系统信道串扰与信道间隔和信道带宽的关系

通过数学分析，定量地描述了高密度光波分复用传输系统的信道串扰与信道间隔及其信道带宽的关系，从理论上计算出了单模光纤低损耗窗口在各种情况下最多能复用的信道数。简单介绍了光波分复用器的性能指标及适应于不同光波分复用传输系统中的光波分复用器     

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。     

基于波分复用的光纤多防区周界传感系统

提出了一种新的光纤多防区周界传感系统,采用波分复用技术实现了监控防区和通道的扩展。该系统对传统采用单根传感光纤和反射镜的结构作了改进,并扩展了传感光纤的数量,将多根传感光纤分别置于监控领域内的不同防区,每个防区分别用不同中心波长的光纤布拉格光栅作为反射装置,使每根传感光纤工作在不同的波长。利用波分复用器件与技术,多根传感光纤共用一套干涉系统,实现了多个干涉子系统同时、独立的监测。实验结果表明,该系统可以实现多个分散防区同时、独立的入侵检测和定位,信号响应时间小于1ms,不同防区间信号的串扰小于-20dB。     

光纤拉曼散射效应及其应用研究

测量了G652光纤和DCF光纤的背向散射光谱，在斯托克斯区观察到一级和二级拉曼背向散射光谱，在反斯托克区观察到一级拉曼背向散射光谱，首次在斯托克斯区和反斯托克区观察到ZX背向散光谱。光纤背向散射效率直接应用于光纤拉曼放大器和分布式光纤拉曼温度传感器系统。讨论了分布式光纤拉曼温度传感器系统工作原理、结构，给出了实验结果。