基于兩級(jí)泵浦機(jī)制EDFA增益平坦化的研究.pdf

1、摻鉺光纖放大器憑借著噪聲低、增益高、損耗小等特點(diǎn)在光纖通信中得到廣泛的應(yīng)用，但是隨著DWDM(密集波分復(fù)用)技術(shù)的不斷成熟，光通信朝著更大傳輸容量以及更長(zhǎng)傳輸距離的發(fā)展過(guò)程中，摻鉺光纖放大器也暴露了一些缺點(diǎn)，由于鉺離子的能級(jí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，摻鉺光纖放大器在增益帶寬內(nèi)的增益各不相同。EDFA(摻鉺光纖放大器)對(duì)于相同功率的信號(hào)經(jīng)放大后其輸出功率有偏差，經(jīng)過(guò)級(jí)聯(lián)放大后偏差不斷積累，從而導(dǎo)致光信號(hào)失真，系統(tǒng)誤碼率大大增加。目前大部分采用制作特種光

2、纖以及利用增益平坦濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)增益平坦。
　　本文對(duì)EDFA工作原理及增益特性進(jìn)行詳細(xì)的研究，研究了一種新型的增益平坦技術(shù)。即采用兩級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)摻鉺光纖放大器的增益平坦化。這種放大器不借助任何外界濾波器，其實(shí)現(xiàn)原理是根據(jù)EDFA的增益飽和特性。本文主要工作如下：
　　1.介紹了EDFA的基本結(jié)構(gòu)與工作原理以及鉺離子躍遷過(guò)程、行波速率方程、增益特性，并分析了兩級(jí)泵浦機(jī)制下EDFA的結(jié)構(gòu)與原理；
　　2.根據(jù)放大

3、器行波速率方程，利用數(shù)值化方法在時(shí)域下得到數(shù)值解；
　　3.在穩(wěn)態(tài)情況下，利用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩級(jí)泵浦機(jī)制下EDFA的仿真，在兩種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下得到了兩級(jí)中上能級(jí)粒子數(shù)、信號(hào)功率、泵浦功率、增益特性的變化情況，并對(duì)此加以分析；
　　4.詳細(xì)介紹了遺傳算法的基本原理與流程。通過(guò)改進(jìn)算法，編寫(xiě)目標(biāo)函數(shù)，利用Matlab工具箱中的GADS(遺傳算法工具箱)對(duì)前后兩級(jí)的鉺光纖長(zhǎng)度以及泵浦功率進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)平坦譜，并對(duì)此進(jìn)