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。     

基于粒子群算法的拉曼光纤放大器的多抽运源优化

基于粒子群算法(PSO)提出了一种优化多波长抽运拉曼光纤放大器的新方法。只要给定信号光的波长分布、功率、抽运光的个数、抽运光的波长和功率变化范围．再根据其他已知的光纤参数．就能优化出满足指定平均开关增益大小、指定增益平坦度所需的抽运源参数．包括各个抽运源的波长和功率。采用该方法对一个C波段的拉曼光纤放大器进行了优化．仅应用两个抽运光源就实现了平均开关增益分别为32dB、20dB、l7dh相应最大增益波动分别为的拉曼光纤放大器的设计．得到了各抽运光源的优化波长和优化功率。     

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.     

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.     

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。     

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。     

多波长抽运光纤拉曼放大器的增益平坦研究

对多波长抽运增益平坦拉曼光纤放大器设计中需考虑的重要问题进行分析,包括光纤类型差异和掺杂浓度对拉曼增益系数的影响等,并通过数值计算得到了不同波长抽运光随光纤长度的演变情况,进而给出了多波长抽运情况下抽运波长的选择方法,估算了抽运光的所需能量。     

计算多波长抽运光纤拉曼放大器传输方程的新方法

提出了一种直接用龙格一库塔迭代算法全面求解光纤拉曼放大器传输方程的方法。求解中不作任何假设近似，综合考虑了抽运、信号、噪声在传输过程中的相互作用。该方法推导过程简单，计算速度较快，能达到较高的精度要求，且有助于深入理解光纤拉曼放大器中各种效应在传输过程中的相互影响。采用此方法成功地在100nm带宽上求得信号增益，取得了较好的增益平坦度。同时给出了抽运功率在光纤传输线上的分布，进而给出了各个波长上的噪声系数。该方法非常适合应用于超宽带多波长抽运光纤拉曼放大器的工程设计。     

色散补偿微结构光纤拉曼放大特性的研究北大核心CSCD

为了提高光纤拉曼放大器的放大性能,设计了一种高拉曼增益系数和较大负色散的光子晶体光纤。利用全矢量有限元分析方法对包层为正八边形的光子晶体光纤进行数值分析,探究空气孔结构和纤芯掺锗浓度的改变对有效模场面积和拉曼增益系数的影响,最后得到一种小模场面积、高拉曼增益系数和较大负色散的光子晶体光纤。研究结果表明:在泵浦波长为1450 nm且信号波长为1550 nm处包层空气孔直径为1μm、孔间距为1.2μm的掺锗光子晶体光纤结构可获得19.97 W^(-1)·km^(-1)的高拉曼增益系数,同时在1550 nm处可获得-327.6 ps/(nm·km)的较大负色散,该光纤的综合特性对于拉曼放大器放大性能的提高有重要意义。     

多泵浦宽带拉曼光纤放大器优化设计的研究

文章以多泵浦拉曼光纤放大器的增益平坦度为切入点,分析了影响多泵浦FRA的增益平坦性的因素,罗列了几种不同的优化算法并着重介绍了遗传算法.研究表明,使用遗传算法优化宽带拉曼放大器是可行的.另外,使用的泵浦个数越多,所得平坦增益带宽越宽.但是,泵浦个数越多,成本也越高,计算量也越大.因此,我们要根据具体要求,选择合适的泵浦...     

多波长小功率泵浦拉曼光纤放大器的优化设计

提出用多个小功率激光器作为拉曼放大器泵浦光源,以获得较为理想的增益谱和降低成本。结合模拟退火法的优点,对遗传算法进行了改进,能很好地用于该类型拉曼光纤放大器泵浦的优化配置。仿真结果表明,这种改进的遗传算法收敛速度大大加快,并且精度与改进前一致。优化结果同时表明,这种配置方案的效果非常理想。获得的增益谱平坦且有陡峭的边沿,可有效节省总的功率。     

用改进的遗传算法对多信道FRA泵浦源进行优化设计

Based on the nonlinear power coupled equations of fiber Raman amplifiers （FRA）, the optimal design to the pumps source has been done with modified genetic arithmetic in this paper. The numerical simulation shows that, for a 40 channels DWDM system and with three pump sources, the Raman gain of about 10dB can be obtained, and the gain ripple is about 1.5dB. The result is useful for the design of backward-pump FRA.     

宽带拉曼光纤放大器的优化算法与系统实现

采用序列二次规划算法并通过优化泵浦波长和残留功率,实现了反向泵浦的宽带拉曼光纤放大器(RFA)的增益平坦度优化,大大简化了运算过程,缩短了优化时间.并根据优化结果实现了双泵浦、三泵浦和四泵浦的宽带RFA实验系统.结果显示理论计算与实验结果具有良好的一致性,表明此优化方案具有极强的实用性.     

分布式光纤拉曼放大器多泵浦源的优化配置

拉曼增益谱的一个重要特征是增益峰值波长仅与泵浦波长有关(固定偏移约100nm)。利用这一特性，设计了一种新的光纤拉曼放大器(FRA)多泵浦源的优化算法。利用这一算法及综合理论模型，研究了不同配置条件下FRA增益谱。结果表明，该算法是简单而有效的。     

Automatic design scheme for optical-fiber Raman amplifiersbackward-pumped with multiple laser diode pumps

A simulated annealing algorithm is adopted to give an automatic pump configuration in laser-diode backward-pumped-distributed fiber Raman amplifiers. The demonstration of the optimization process of wavelengths and powers in an optical-fiber Raman amplifier using four laser-diode pumps is presented. The resulting gain ripple is less than 2.6 dB in respect to the 30 dB average gain in the amplification bandwidth of more than 50 nm (64 signal channels). The algorithm can be practically applied to the desired signal channel number and gain profile     

新型增益平坦光纤喇曼放大器的研究

利用光子转换理论的前向受激喇曼散射(SRS)耦合方程,结合多波长泵浦和光纤级联两种方法,提出了一种新型的具有平坦增益的宽带光纤喇曼放大器(FRA).采用数值解法对100信道的波分复用(WDM)系统进行了仿真,得到了宽带增益平坦的功率输出,为光纤喇曼放大器(FRA)增益平坦化提供了一种新的实现方法.     

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.     

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.