摻鉺光纖放大器在現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 作者:厥類 摘要 光纖通信，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波以達(dá)到通信的目的。光纖通信具有通 信容量大、傳輸速率高、使用壽命長(zhǎng),等諸多特點(diǎn)。因而得到了普遍的應(yīng)運(yùn)，其中光放 大器是光纖系統(tǒng)中的重要組成部分。光纖放大器（opticalfiberampler，簡(jiǎn)寫ofa）是指運(yùn) 用于光纖通信線路中，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的一種新型全光放大器。 本論文介紹了摻鉺光纖放大器的相關(guān)理論。首先對(duì)摻鉺光纖放大器的歷史進(jìn)行大致的簡(jiǎn) 介，以及對(duì)光放大器的種類和摻鉺光纖放大器工作原理進(jìn)行了介紹。重點(diǎn)關(guān)注了摻鉺光纖放 大器在現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)運(yùn)。 關(guān)鍵字：光纖光纖通信摻鉺光纖放大器應(yīng)運(yùn) abstract opticalfibercommunication,istheuseofopticalfibertotransmitlightwa

根據(jù)不同的泵浦方式,對(duì)多模光纖放大器運(yùn)用多模速率方程組,采用四階龍格-庫(kù)塔法數(shù)值計(jì)算和分析了在不同泵浦方式下的泵浦效率和信號(hào)光在光纖放大器中的傳輸、放大行為,并研究了在光纖放大器光纖長(zhǎng)度有微小變化(mm量級(jí))的情況下,輸出光的光束質(zhì)量與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系。結(jié)果表明:輸出信號(hào)光的光束質(zhì)量因子隨光纖長(zhǎng)度微小變化而呈準(zhǔn)周期變化,周期與信號(hào)光耦合入光纖放大器的本征模式間的傳播常數(shù)差有關(guān)。

在考慮了增益介質(zhì)的色散、非線性效應(yīng)、增益以及損耗后,推導(dǎo)出超短光脈沖在分布式光纖放大器中的基本傳輸方程,采用分步傅里葉變換法數(shù)值模擬了皮秒光脈沖的放大傳輸狀態(tài),重點(diǎn)分析了群速度色散和三階色散對(duì)光脈沖特性的影響。

基恩士FS-N光纖放大器說明書

研究了百皮秒脈沖在摻鐿雙包層光纖放大器(yddcfa)中的放大特性及非線性效應(yīng)。在1053nm波段,分別對(duì)重復(fù)頻率為70mhz的準(zhǔn)連續(xù)百皮秒信號(hào)和1hz的單脈沖百皮秒信號(hào)進(jìn)行了放大。準(zhǔn)連續(xù)脈沖輸入信號(hào)平均功率為55mw,譜寬為0.016nm,飽和增益為7.02db,使用法布里-珀羅(f-p)干涉儀測(cè)量自相位調(diào)制(spm)效應(yīng)引起的信號(hào)光譜展寬為0.01nm。單脈沖輸入信號(hào)峰值功率為8.1w,在輸出峰值功率為6950w、增益為29.3db時(shí)發(fā)生受激拉曼散射(srs)效應(yīng),利用光纖布拉格光柵拉伸掃描的方法,觀察到spm和srs效應(yīng)引起的光譜變化,利用單模光纖的色散作用分離信號(hào)脈沖和斯托克斯脈沖,對(duì)srs現(xiàn)象進(jìn)行了判斷,解決了單脈沖光譜不易觀察的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,srs效應(yīng)是制約百皮秒脈沖放大的主要因素。

光纖通信放大器

利用光子轉(zhuǎn)換理論的受激喇曼散射(srs)耦合方程,結(jié)合雙向多波長(zhǎng)泵浦和光纖級(jí)聯(lián)兩種方法,提出了一種新型的具有平坦增益的寬帶光纖喇曼放大器(fra)。采用數(shù)值解法對(duì)100信道的波分復(fù)用(wdm)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,得到了寬帶增益平坦的功率輸出,為光纖喇曼放大器(fra)增益平坦化提供了一種新的實(shí)現(xiàn)方法。

首先介紹了多波長(zhǎng)泵浦的喇曼光纖放大器(fra)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),然后詳細(xì)分析了泵浦模塊的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)中考慮的問題,最后討論了泵浦激光器的功率配置問題,以達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的開關(guān)增益、放大帶寬和增益平坦特性等。

為了提高多模光纖放大器輸出光束質(zhì)量,基于多模纖芯中各個(gè)模式的傳輸和放大機(jī)理,提出了一種新的模式控制方法——增益-損耗控制,通過變化纖芯中摻雜的濃度、形狀和材料,實(shí)現(xiàn)對(duì)高階模式的抑制。根據(jù)多模纖芯雙包層摻鐿光纖放大器模型,對(duì)基于增益-損耗控制的選模特性進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)例分析,得到了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。結(jié)果表明,該方法可以有效抑制放大器中的高階模,輸出基模功率百分比可達(dá)90%以上。

光纖放大器MF-06R規(guī)格書

對(duì)雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器(rfa)的噪聲特性、增益飽和及抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明,雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器的噪聲特性介于前向抽運(yùn)與后向抽運(yùn)之間,但主要取決于前向抽運(yùn)方式所導(dǎo)致的噪聲特性;雙向抽運(yùn)方式的飽和功率低于單向抽運(yùn)方式的飽和功率,同前向抽運(yùn)與后向抽運(yùn)提供的增益比例有關(guān);雙向抽運(yùn)方式的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率同信號(hào)光功率及前、后向抽運(yùn)提供的增益有關(guān),當(dāng)信號(hào)光功率較低時(shí),增加前向抽運(yùn)的比例可取得較高的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率,而信號(hào)光功率較高時(shí),增加后向抽運(yùn)的比例可取得較高的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率。研究一種配置(情況3)的雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器,可以完全補(bǔ)償100km傳輸線路的損耗(包括無源器件的損耗),最低光信噪比為30.21db。

介紹光纖放大器的類型、放大器的應(yīng)用方式、中繼段增長(zhǎng)的計(jì)算方法以及光纖放大器在工程應(yīng)用中的注意事項(xiàng).

為適應(yīng)當(dāng)代信息社會(huì)的高速發(fā)展,基于高速光纖通訊系統(tǒng)的高速信息傳輸設(shè)備也在不斷發(fā)展和完善,本文以高速光纖通訊系統(tǒng)中的光纖放大器為主要分析對(duì)象,簡(jiǎn)要概述光纖通訊的發(fā)展史,并綜合討論高速光纖通訊系統(tǒng)中使用光纖放大器的優(yōu)勢(shì)、類型及其相應(yīng)的發(fā)展前景及未來展望.

運(yùn)用模式耦合理論和穩(wěn)態(tài)速率方程組,對(duì)含有抑制高階模輸出的光纖濾波器的多模光纖放大器的光束質(zhì)量進(jìn)行了分析.分析結(jié)果表明:對(duì)于含有光纖濾波器的多模光纖放大器,總的說來,其光束m2因子明顯低于不含有濾波器時(shí)的情況,這表明了前者輸出的光束質(zhì)量更好.結(jié)果說明了,在多模光纖放大器系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)光纖濾波器可以有效地改進(jìn)光束質(zhì)量.

光纖通信中的光放大器

寬帶放大器設(shè)計(jì)

摻鉺光纖放大器(edfa)是有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備。文章在說明edfa的原理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)討論了edfa產(chǎn)生的噪聲及非線性失真對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)性能的不利影響及應(yīng)對(duì)方法。最后對(duì)實(shí)例進(jìn)行了載噪比的驗(yàn)算,有助于保證有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)整體的傳輸性能。

在變步長(zhǎng)的龍格庫(kù)塔法的基礎(chǔ)上,提出利用打靶法,通過先猜測(cè)再修正的逐漸逼近的方法來確定計(jì)算初始值,進(jìn)而求解雙向泵浦喇曼放大器的功率耦合方程。并利用此算法對(duì)三泵浦波長(zhǎng)的喇曼放大器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇泵浦波長(zhǎng)分別為1427nm、1445nm和1466nm時(shí)進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了1db帶寬35nm左右的較好的增益平坦度。

在光纖激光相干合成中,需要探測(cè)各路光束之間的平移誤差.提出了一種條紋提取算法,利用此算法能得到準(zhǔn)確的相位平移擾動(dòng).基于此算法,針對(duì)兩路光纖放大器測(cè)量了毫瓦量級(jí)的光纖放大器的相位噪聲特性,然后采用高速數(shù)字處理電路以及能動(dòng)分塊反射鏡完成了平移相位擾動(dòng)的實(shí)時(shí)校正.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,閉環(huán)前后條紋對(duì)比度從0.09提高到0.25,平移誤相位噪聲強(qiáng)度的幅值從1053.4nm降低到116.7nm,系統(tǒng)校正精度達(dá)到1/10λ,控制帶寬約為50hz.

本文介紹了摻鐠光纖放大器的實(shí)用化對(duì)catv網(wǎng)絡(luò)改造的意義,使用pdfa與使用edfa性價(jià)比的比較,以及使用pdfa的catv網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式。

線偏振窄線寬光纖放大器在非線性頻率變換和光束合成等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,非線偏振窄線寬光纖放大器的輸出功率已經(jīng)突破4kw。相對(duì)于非保偏光纖,保偏光纖中的非線性效應(yīng)更強(qiáng),且模式不穩(wěn)定(tmi)閾值更低。因此,基于保偏光纖實(shí)現(xiàn)高功率全光纖線偏振激光輸出更具挑戰(zhàn)性。目前,國(guó)際上公開報(bào)道的全光纖線偏振窄線寬放大器的輸出功率大多為1.5kw左右。2015年11月,國(guó)防科技大學(xué)利用三級(jí)級(jí)聯(lián)相位調(diào)制方案,實(shí)現(xiàn)了1.89kw的線偏振窄線寬激光輸出,但是由于tmi的存在,輸出功率的進(jìn)一步提升受到限制。

通過合理分析提出了便于計(jì)算多波長(zhǎng)雙向抽運(yùn)光纖拉曼放大器信號(hào)及噪聲功率的實(shí)用數(shù)值模型,給出求解信號(hào)和噪聲功率的快速算法。在定義抽運(yùn)方向度為前向抽運(yùn)功率與總抽運(yùn)功率值的比值后,通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)信道平均放大自發(fā)輻射噪聲功率隨著抽運(yùn)方向度的提高而單調(diào)遞減;而信道平均雙重瑞利散射噪聲功率相對(duì)抽運(yùn)方向度的變化曲線始終成u字形。不同的增益下存在對(duì)應(yīng)的最優(yōu)抽運(yùn)方向度,在此抽運(yùn)方向度下放大器總噪聲最低。進(jìn)而考慮在信號(hào)非線性失真的條件下提出了抽運(yùn)方向度優(yōu)化的衡量指標(biāo)。優(yōu)化后的多波長(zhǎng)雙向抽運(yùn)方式不僅能保證對(duì)所有信道的平坦放大,而且其綜合性能明顯高于后向抽運(yùn)方式。