準(zhǔn)相位匹配光纖參量放大器平坦性的研究.pdf

1、為適應(yīng)日新月異的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的流量需求，通信網(wǎng)絡(luò)朝著超高速、大容量和長(zhǎng)距離的全光網(wǎng)絡(luò)邁進(jìn)，然而光纖的損耗、色散和非線(xiàn)性效應(yīng)往往限制了其發(fā)展的空間。光放大技術(shù)的成功研制及其商用化，是光通信技術(shù)中非常重要的一個(gè)成果，它不僅使光纖傳輸中的速率和距離不再受到衰減的限制，全光傳輸距離可延伸至幾千公里，而且大大促進(jìn)了光孤子通信、光復(fù)用技術(shù)及全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。而隨著密集波分復(fù)用(DWDM)光通信技術(shù)的迅速發(fā)展，光放大器件如摻鉺光纖放大器(ED

2、FA)、光纖拉曼放大器(FRA)和半導(dǎo)體光放大器(SOA)都已經(jīng)被研制出來(lái)并投入使用。而近年來(lái)，光纖參量放大器(FOPA)由于具有傳統(tǒng)放大器所不能比擬的優(yōu)勢(shì)，而成為了當(dāng)今光纖放大研究中的熱點(diǎn)?；谒牟ɑ祛l(FWM)效應(yīng)的FOPA不僅在理論上可以對(duì)任意波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行放大，而且還具有低噪聲和較寬平坦增益等優(yōu)點(diǎn)。本文從光信號(hào)基礎(chǔ)傳輸理論出發(fā)，研究了準(zhǔn)相位匹配光纖參量放大器的增益平坦性問(wèn)題，具體工作如下：
　　 1.首先介紹了光纖參量放

3、大器的研究意義、研究進(jìn)展和應(yīng)用前景，然后介紹了目前實(shí)用化的幾種光放大器，并分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 2.介紹了光纖中的損耗、色散和和非線(xiàn)性效應(yīng)，并分析了色散效應(yīng)、自相位調(diào)制(SPM)和交叉相位調(diào)制(XPM)對(duì)光信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?br>　　 3.詳細(xì)介紹了波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中光參量過(guò)程產(chǎn)生的原理及其應(yīng)用，其中包括光纖的二階非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)和三階非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)。
　　 4.研究了采用雙波長(zhǎng)泵浦和四段HNLF級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的

4、FOPA增益平坦問(wèn)題，在不需要增益均衡濾波器的情況下就能在較寬頻帶內(nèi)輸出較為平坦的增益。從非線(xiàn)性薛定諤耦合(NLS)方程出發(fā)，推導(dǎo)出FOPA的增益表達(dá)式，并對(duì)其增益平坦性進(jìn)行了研究。
　　 5.論文還研究了采用高非線(xiàn)性光纖(HNLF)與色散補(bǔ)償光纖(DCF)拼接光纖的FOPA增益平坦性。首先將HNLF均勻地分成多段，在其中均勻插入DCF，對(duì)下一段HNLF中的色散進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到平坦的信號(hào)增益。研究結(jié)果表明，F(xiàn)OPA的信號(hào)增益