低噪聲、高增益、高平坦度摻鉺光纖放大器的分析與實驗研究.pdf

1、該論文本著科技創(chuàng)新、服務于生產(chǎn)實踐的精神,以設計價格低廉,性能優(yōu)越、結構合理簡單的L-band EDFA為目標,依托浙江省科技廳重大科學基金資助項目(001101027)和浙江大學振興教育計劃資助的全光網(wǎng)絡的搭建-《光通信技術》課程實驗建設項目,展開了如下工作:首先,介紹了摻鉺光纖放大器的工作原理,歸納總結了基于速率方程基礎的EDFA的各種理論模型,分析比較了各個模型的特點和適用場合,最終選擇完善的Giles理論模型作為該論文分析設計E

2、DFA的理論基礎;針對實際實驗條件提出了修正的EDFA模型的數(shù)值計算方法;創(chuàng)新地提出了增益-噪聲系數(shù)全局分析法,直觀有效地分析了EDFA的增益和噪聲系數(shù)與摻鉺光纖長度和泵浦功率的依賴關系,并對各種EDFA的性能作了全面的比較;第二,介紹了摻鉺光纖放大器特性參數(shù)的定義與測量方法,重點介紹了噪聲系數(shù)和增益系數(shù)的測量方法及實驗裝置;介紹了組成摻鉺光纖放大器各組件的特性測量方法,重點介紹了測量摻鉺光纖(EDF)參數(shù)的方法和實驗裝置;第三,針對W

3、DM系統(tǒng)對L-band EDFA譜平坦、低噪聲、高增益的要求,我們創(chuàng)新地提出了四種不同的L-band EDFA結構,按設計思路可以分為兩大類:一類是基于單抽運二級泵浦法,這一類包括(a)在未泵浦摻鉺光纖的輸入端插入一根布拉格光纖光柵的兩段L-band的EDFA的新結構;(b)基于前向ASE光作為二級泵浦源推動下一級EDF工作的泵浦分配、兩段級聯(lián)L-band的EDFA的新結構;(c)基于單根光纖光柵、泵浦分配、兩段級聯(lián)的EDFA;另一類則

4、是基于同時應用前后向C-band ASE作二級泵浦源的雙抽運法,如(d)基于前后向ASE光作為二級泵浦源的三段級聯(lián)L-band的EDFA的新結構.文中從理論上系統(tǒng)分析設計了結構參數(shù)對各種EDFA性能的影響,最后通過實驗驗證;第四,針對波分復用系統(tǒng)要求EDFA必須具備增益鎖定功能,提出采用單根光纖光柵的方法來箝制L-band EDFA的增益.基于考慮自發(fā)輻射噪聲(ASE)的Giles模型,建立了這種EDFA的全光增益箝制理論模型;理論和實

5、驗分析了四種可能的光路結構、泵浦波長、光纖光柵反射波長和反射率、泵浦功率以及摻鉺光纖長度等參量對其箝制特性的影響.最后給出一組使EDFA在箝制增益的同時可以保持增益譜平坦的最佳結構和放大器參量;最后,初步介紹了光纖的非線性效應的產(chǎn)生機理及其對光通信系統(tǒng)的影響;實驗研究了應用EDFA測量布里淵散射閾值的實驗裝置與方法.總之,該論文圍繞光纖通信領域的國際熱點問題,從理論和實驗上研究了高增益、低噪聲、譜平坦的摻鉺光纖放大器的實現(xiàn),關于EDFA