超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中喇曼光纖放大器的研究.pdf

1、該文主要依托于"超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)"這一軟課題,因此重點(diǎn)研究了超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中喇曼光纖放大器的數(shù)學(xué)建模,增益特性,噪聲特性及多泵浦喇曼光纖放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù).以下是該論文的主要工作:1.系統(tǒng)研究了關(guān)于多泵浦喇曼光纖放大器的設(shè)計(jì)要素,對(duì)設(shè)計(jì)放大器的數(shù)學(xué)模型、光纖類(lèi)型、喇曼增益偏振依賴(lài)性、泵浦波長(zhǎng)、泵浦功率等要素進(jìn)行了系統(tǒng)分析.認(rèn)為面面俱到的模型是不現(xiàn)實(shí)的,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的取舍;為了獲得高增益和低噪聲指數(shù),用于喇

2、曼增益介質(zhì)的光纖要具有增益系數(shù)高(高Δ值)、有效纖芯面積小、衰減低(有效作用長(zhǎng)度大)等特征,同時(shí)在獲得一定增益時(shí),應(yīng)盡量選擇較短的光纖長(zhǎng)度.2.研究了泵浦配置對(duì)喇曼光纖放大器增益特性的主要原因:單個(gè)泵浦對(duì)信號(hào)放大的不平坦并進(jìn)行疊加,喇曼增益與泵浦波長(zhǎng)之間的反比關(guān)系及泵浦之間由于受激喇曼散射形成的能量傳遞,上述的幾種原因共同作用,造成喇曼光纖放大器(FRA)尤其是多泵浦FRA的增閃產(chǎn)生起伏,并且由于在泵浦間能量的傳遞呈現(xiàn)非線(xiàn)性規(guī)律,對(duì)優(yōu)化

3、設(shè)計(jì)泵浦波長(zhǎng)、功率等參量增加了復(fù)雜性.3.研究了多泵浦喇曼光纖放大器的泵浦波長(zhǎng)、功率配置的主要規(guī)律:波長(zhǎng)配置的基本規(guī)則應(yīng)該是首先確定比信號(hào)中心波長(zhǎng)少100nm的泵浦中心波長(zhǎng),并在其周?chē)x擇其他泵浦.泵浦的裝置不具有唯一性,得到同一結(jié)果可以有多個(gè)配置.4.研究了多泵浦喇曼光纖放大器優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,提出了一種可以在給定信號(hào)波段、泵浦?jǐn)?shù)量、光纖類(lèi)型和長(zhǎng)度等條件下得到符合增益平坦性能要求的泵浦波長(zhǎng)和相應(yīng)功率的方法.5.對(duì)應(yīng)用于超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)仿

4、真設(shè)計(jì)模型中的喇曼光纖放大器的使用模型的算法進(jìn)行了系統(tǒng)研究,對(duì)常用的算法進(jìn)行了對(duì)比分析.6.提出了一種用于喇曼光纖放大器設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化算法,考慮了泵浦-信號(hào)、泵浦-泵浦之間的相互作用,適用于快速分析波段信號(hào)的放大器的信號(hào)特性,并通過(guò)與其他仿真軟件進(jìn)行對(duì)比,證明了合理性.7.提出了一種泵浦功率系數(shù)來(lái)表示泵浦間影響程度的快速算法,并通過(guò)與其他仿真軟件進(jìn)行對(duì)比,證明了合理性.8.提出了考慮要素全面的設(shè)計(jì)模型,模型中涉及到信號(hào)-信號(hào),泵浦-信號(hào),泵