基于半导体光放大器的非相干光源抗反膜的优化设计

对半导体光放大器(SOA)放大的自发发射(ASE)谱进行了实验和理论研究,并且分析了SOA端面反射率对ASE谱的谱宽以及平坦度的影响.结果表明,不恰当的抗反膜会严重减小输出光谱的带宽;而在采用具有宽带材料增益谱的有源区基础上,结合抗反膜的优化设计,则可以获得既宽又平坦的非相干光源.     

基于半导体光放大器的非相干光源抗反膜的优化设计

对半导体光放大器(SOA)放大的自发发射(ASE)谱进行了实验和理论研究,并且分析了SOA端面反射率对ASE谱的谱宽以及平坦度的影响.结果表明,不恰当的抗反膜会严重减小输出光谱的带宽;而在采用具有宽带材料增益谱的有源区基础上,结合抗反膜的优化设计,则可以获得既宽又平坦的非相干光源.     

掺铒光纤ASE宽带光源的实验研究

掺铒光纤ASE源是一种优良的宽带光源,受到人们广泛关注.实验研究了掺铒光纤ASE宽带光源单、双程结构后向ASE输出光谱特性,当泵浦光中心波长为1480 nm时,分别考察了掺铒光纤长度、泵浦光功率对后向ASE输出平坦区间宽度和平坦度的影响.通过对两种结构下后向ASE输出光谱的分析比较发现,双程结构在L波段长波长处,尤其是1570～1620 nm波长范围,功率显著提升,从而使得ASE光谱的平坦区间宽度增大,平坦度提高.所得实验结果将为掺铒光纤ASE宽带光源的研制提供依据.     

基于全光纤M-Z干涉仪的ASE光源增益谱平坦滤波器研究

基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,在Matlab软件中,利用优化的迭代算法、Least Pth-norm算法和AMPSO算法,提出一种用于平坦掺Er光纤(EDF)放大自发辐射(ASE)光源增益谱的级联MZI型全光纤滤波器的优化设计方法,并进行了实验研究。结果表明:采用该方法设计的级联MZI型全光纤滤波器可以有效改善ASE宽带光源输出光谱的平坦度,被平坦波段(1525～1540nm)范围内输出光谱的不平坦度小于±0.73dB,整个C波段光谱3dB带宽为36.344nm。     

基于单个光纤光栅反射技术的高性能L波段EDFA

基于单个光纤光栅反射技术提出一种高性能L波段EDFA。用一个光纤布拉格光栅(FBG)反射EDFA产生的一部分C波段放大自发辐射(ASE)噪声,该部分ASE噪声被重新注入到掺铒光纤中以提高增益效率。用静态均衡器平坦输出的增益谱,在L波段范围内,增益被箝制在25.5dB,增益不平坦度小于0.5dB,噪声指数小于5.5dB,为DWDM系统提供了一项有效的解决方案。     

采用PSO算法的S波段EDFA的优化设计

成功地使用粒子群优化(PSO)算法优化设计了多级S波段EDFA,仿真结果表明,输入信号功率为-20 dBm时在1486～1520 nm可实现平坦增益,两级泵浦总功率为380 mW,平均增益可达10 dB以上,增益平坦度小于0.1 dB,噪声系数小于5 dB,满足WDM/DWDM系统的需求.另外,还重点对插入长波长ASE...     

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。     

双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器

研究现有的拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益谱平坦化技术的不足,提出一种新型的拉曼光纤放大器的设计,即双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器。利用受激拉曼散射增益谱几乎在450cm-1波数处形成的对称结构,利用前向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行放大作用,同时利用后向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行补偿性的放大作用,从而实现双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器的设计。通过MATLAB的仿真验证,所设计的放大器增益平坦度高,信号光功率增益大,可实现双向泵浦受激拉曼散射光纤放大器的平坦化。     

喇曼光纤放大技术及其应用前景

为满足密集波分复用系统(DWDM)高容量和宽带传输的要求,喇曼光纤放大(RFA)技术正成为研究的热点。介绍了RFA的基本原理和带宽、噪声和增益特性,给出了RFA的近期研究进展,分析了RFA的应用前景。     

多泵浦拉曼放大器增益特性的仿真与分析

合理简化了多泵浦光纤拉曼放大器功率传输方程,利用多步平均功率法进行数值计算得到了密集波分复用系统信号的合成拉曼增益。借助该简化模型研究了多泵浦光源的个数、输入功率和波长分布对信号拉曼增益的影响,简单分析了实现超宽带平坦拉曼增益的多泵浦波配置原则,为多泵浦光纤拉曼放大器在密集波分复用系统中的应用提供了有价值的参考。     

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.     

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。     

具有多个点损耗的DFRA开关增益定量分析模型

基于忽略泵浦光损耗的正向拉曼光纤放大器耦合方程,推出光纤中存在多个熔接(点)损耗情况下正向(及反向)泵浦光的分布式拉曼光纤放大器(DFRA)增益的定量分析模型,进而推出由不定长光纤小段、且各小段增益系数不同、各小段之问存在熔接(点)损耗DFRA增益的定量分析模型。并针对DWDM系统的增益模型,在考虑了熔接点对信号光之间产生的泵浦作用的损耗,将上述模型进行了修订。上述两种情况下的模型,较之以往的定性的分析文献[3][4]给出定量分析公式和明确的物理解释,并指出熔接损耗点越靠近泵浦光的输入端,对DFRA拉曼开关增益的影响越大(使其越小)。为了考查模型的正确性及适用性,由具有泵浦光之间、信号光之间、泵浦光及信号光之间反相DFRA耦合方程的仿真程序进行了验证,误差不超过0.02dB。最后得出对实际DFRA设计十分有益的结论:当每3公里一个熔接点损耗系数小于0.092dB 时(实际系统中最坏情况下损耗有0.1dB),跨距小于120公里的拉曼光纤放大器的开关增益较无熔接点损耗时下降小于10%。这说明在已铺设的光纤传输系统中使用拉曼放大器是可行的,本文中具有点损耗的DFRA开关增益公式可作为实际DFRA系统设计参考标准。     

基于重叠光栅和啁啾光栅的双波长光纤激光器

研究光寻址电位传感器(LAPS)的器件噪声特性 。通过对LAPS半导体场效应器件的结构分析,建 立LAPS的理论模型,并进一步分析LAPS器件噪声信号的来源、种类及特性。以 pH缓冲液中H离子 浓度为检测对象,搭建基于NI采集卡和Labview环境的LAPS测试系统,对影响LAPS信号噪声 特性的光源 波长、光源调制频率、光源强度和Si衬底厚度等因素进行了仿真和实验研究。结果表明,增 大光源波长和光源强度 是提高输出信号幅值和信噪比(SNR)的最有效方法。     

S波段分布式光纤拉曼放大器的实验研究

在S波段对3种不同配置的色散补偿型分布式光纤拉曼放大器(FRA)进行了研制。实验证明：5km DCF-50km G652光纤色散补偿型分布式FRA的增益和噪声特性优于50km、G652-5km DCF光纤和25km G652-5km DCF-25km G652光纤色散补偿型分布式FRA。测量了5km DCF-50km G652光纤色散补偿型分布式FRA的增益光谱和噪声谱。存DWDM光纤传输系统中,色散补偿分布式FRA对S波段1520nm光谱波段2个光谱间隔为0．262nm(频率间隔为34．1GHz)信号信道光谱的传输特性优于50km G652正色散FRA和5km DCF负色散FRA。     

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.     

三波长反向泵浦喇曼放大器的优化与系统实现

将三波长反向泵浦的光纤喇曼放大器的增益优化问题转化为有约束条件的非线性规划问题,并用二次规划法求解。在优化结果的指导下,建立了实验系统,并利用放大的自发喇曼辐射谱微调泵浦功率实现了70nm带宽上平均增益为10dB、增益波动小于1dB的喇曼放大。     

光纤拉曼放大器中级联的前向受激布里渊散射

研究了前向抽运和背向抽运方式下S波段分布式光纤拉曼放大器(FRA)中级联的受激布里渊散射(SBS)现象。用窄光谱带宽(<100MHz)的可调谐LD作为信号源,通过S波段分布式FRA,当被放大的信号功率超过单模光纤SBS的阈值时,出现了前向SBS。随着FRA抽运功率的提高,在斯托克斯区,出现了级联的SBS线,信号的功率转换为SBS功率,在实验中观测到偶数阶的SBS谱线功率大于奇数阶的Brillouin Rayleigh散射线。当进一步增加FRA的抽运功率,其增益下,噪声变大,SBS的串扰破坏了FRA特性,使其无法在密集波分复用(DWDM)光纤传输系统中使用,因此需要严格地控制入纤的信号功率和FRA抽运功率。在实验中还观测到在FRA中被放大的信号光和SBS线两侧的伴线。     

用于S波段光纤拉曼放大器增益平坦的长周期光纤光栅设计

根据实际所测得的S波段光纤拉曼放大器的信号增益谱,通过对长周期光纤光栅具体参数的选定,由两个长周期光纤光栅级联滤波的组合,可以使增益图谱在50 nm(1485-1535 nm)带宽内,增益平坦度达到±0.6dB以内.由三个长周期光纤光栅级联滤波组合,可以使增益图谱在49 nm(1490-1539 nm)带宽内,增益平坦度达到0.5 dB, 55 nm(1485-1540 nm)带宽内,增益平坦度达到1 dB.这对扩大长周期光纤光栅增益平坦滤波器的运用范围,扩大单泵浦S波段光纤拉曼放大器的有效增益带宽有着积极的意义.