王衍勇[1]2004年在《宽带掺铒光纤放大器关键技术研究》文中研究说明作为WDM系统的核心器件,掺铒光纤放大器(EDFA)的性能优劣直接影响了系统的传输带宽和距离。本论文围绕掺铒光纤放大器的关键技术所取得的主要研究成果如下:一、C波段和L波段EDFA的理论分析和优化设计及其实验基于铒离子能级速率方程和光传输方程,对掺铒光纤放大器的稳态放大特性进行了详细地理论分析。针对不同功能的C波段和L波段放大器,分别编写了相应的优化设计程序。根据数值模拟结果,分别完成了具有良好增益平坦度的C波段高增益(>31.5dB)、低噪声(<4.76dB)预放级放大器和L波段高增益(>38.84dB)、低噪声(<5.29dB)预放级放大器实验。二、C+L波段宽带EDFA的实现1.采用并联结构EDFA组合方案,实现了C+L波段的宽带放大,获得30dB以上57nm的3dB增益带宽。其中C波段25nm(1530nm～1555nm),L波段32nm(1570nm～1602nm)。2.国内首次进行了基于新型铋基掺铒光纤的宽带放大器和宽带荧光光源实验研究。在不同功率的信号输入情况下,该铋基掺铒光纤放大器都实现了1540nm～1610nm范围内的宽带放大。在基于此铋基掺铒光纤的超荧光光源实验中,我们利用双向泵浦、双通放大结构,得到了谱宽88nm、功率14.3dBm的宽带超荧光输出。叁、EDFA增益平坦技术的理论研究和实现基于光纤环形镜的滤波原理分析,提出利用级联结构光纤环形镜实现EDFA增益平坦滤波的方案,并进行了相关实验研究。实验结果显示,使用级联FLM取得了明显的平坦效果,其1535nm～1557nm波长范围内的增益不平坦度由±5dB减小到±1dB。四、EDFA动态增益箝制技术的理论研究与实验1.使用数值模拟的方法对全光增益箝制EDFA的稳态特性和瞬态特性进行了全面地理论分析。研究了瞬态过程中系统参量(泵浦功率、环路损耗、上下载速度、上下载信道功率、箝制激光振荡波长等)对剩余信道驰豫振荡特性的影响。2.首次提出了使用光纤环形镜实现双波长增益箝制的方案,并得以成功的实现。实验结果显示:放大器处于增益箝制状态时,其输出增益波动最小可达0.1dB。
胡智勇[2]2004年在《宽带光纤放大器技术与光通信光源技术》文中认为光纤放大器技术和光源技术是 DWDM 传输系统的核心技术。本论文主要围绕宽带光纤放大器技术、多波长光源技术和可调谐光源技术取得如下研究成果:一、宽带 EDFA 的理论分析与实验研究1. 使用模拟软件 OptiAmplifier 4.0 对 L 波段 EDFA 的本征增益平坦特性及级联结构的作用机理进行了详细的分析与优化设计,并给出了特定条件下的本征增益平坦的近似计算公式,实验获得的结果与数值模拟符合很好。2. 使用并联结构进行了 C+L 宽带 EDFA 的实验研究,小信号增益大于 20 dB,可用带宽约 70 nm(1530~1561 nm,1567~1607 nm)。二、宽带 FRA 与宽带 EDFA/FRA 混合放大器的数值模拟1. 数值模拟了 7 个波长泵浦的宽带增益平坦 FRA,通过合理配置泵浦波长和泵浦功率,可实现 80 nm(1530~1610 nm)范围内±0.5 dB 的平坦增益。2. 数值模拟了分立式 EDFA/FRA 混合放大器,结合增益均衡滤波器,对设定的多波长信号得到了 75 nm (1530~1605 nm)范围内约 22.7 dB 的平坦增益。叁、多波长半导体光放大器-光纤环形腔激光器(SFRL)实验研究1. 报道了一种基于 SOA 的结构简单的新型双波长 SFRL,其中以两个中心波长不同的 FBG 作为选频滤波器,在室温下实现了稳定的双波长输出。2. 以 F-P 腔做为梳状滤波器的多波长 SFRL,在室温条件下得到了具有高信噪比、窄线宽、高稳定度的 7 个波长输出,峰值功率相对起伏小于 4%3. 利用高双折射光纤环形镜(Hi-Bi FLM)的梳状滤波特性的多波长 SFRL,在室温下获得了基本符合 ITU 标准 100 GHz 的 15 个波长以上的输出,线宽 0.1 nm,各信道峰值功率相对起伏小于 12%四、可调谐光纤激光器的研究1. 宽可调谐 SOA 基高双折射环形腔激光器:在 SFRL 的腔内串接一段高双折射光纤,通过调节腔内偏振控制器和偏振片,获得了 1555~1604 nm 范围的可调谐激光输出。我们获得的 L 波段可调谐,以及 49 nm 的宽可调谐范围,在国内外均属首次。2. 离散可调谐掺铒光纤环形腔激光器:使用高双折射光纤环形镜和一个选择信道的可调谐薄膜滤波器,获得了 C 波段 41 个离散波长的可调谐输出,各信道波长输出的功率起伏几乎为零。
刘俭辉[3]2003年在《宽带光纤放大器及可调谐掺铒光纤激光器的研究》文中进行了进一步梳理本研究来源于2003年天津市科技发展计划重点基金项目：通信用宽带可调谐光纤激光器的研制。围绕项目内容所进行的应用基础性研究工作具体如下：1. L-band EDFA的理论分析与实验研究分析了L-band EDFA的增益特性；使用数值计算方法做了小信号增益特性模拟，从而理论上证明了L-band EDFA增益的本征平坦特性；进行了L-band EDFA的实验研究，获得了提高泵浦转换效率的预期结果。2. 增益平坦EDFA的实验研究利用光纤环形镜（FLM）和长周期光纤光栅（LPFG）做增益平坦滤波器进行了C-band EDFA增益平坦实验，在30nm波长范围内分别获得约20dB的增益，增益变化小于±0.9dB；对不同EDF长度的L-band EDFA增益特性进行了数值模拟和实验研究；用F-P滤波器对L-band EDFA的平坦ASE谱进行梳状滤波，在L-band 30nm带宽内获得多波长ASE光谱；采用串联结构进行C+L宽带EDFA实验，平坦增益带宽达70nm。3. 可调谐光纤激光器的实验研究分别使用光纤环形镜滤波器、楔型F-P薄膜滤波器和角调谐F-P薄膜滤波器进行了C-band可调谐掺铒光纤激光器（EDFL）实验，可调谐范围分别为30nm、35nm和25nm，线宽分别为0.8nm、0.1nm和0.1nm。利用普通的光纤环型镜进行了L-band可调谐EDFL实验，可调谐范围约40nm，线宽为0.8nm；为压缩线宽，应用基于利奥(Lyot)型和索尔克(Solc)型光纤环型镜构成的组合滤波器进行改进性实验，在40nm范围内获得小于0.1nm的可调谐激光输出。应用普通的光纤环形镜进行了C+L带可调谐EDFL实验，可调谐范围为60nm，输出线宽0.8nm。4. 光纤喇曼放大器（FRA）的设计研究对FRA的放大特性进行了研究和探讨，理论分析了分布FRA对光传输系统性能的改善作用；对多波长泵浦FRA的增益平坦问题进行了分析，对FRA+EDFA宽带放大器进行了优化设计。
包焕民[4]2004年在《掺铒光纤放大器实验研究及其驱动源研制》文中指出掺铒光纤放大器(EDFA)是当今密集波分复用(DWDM)系统的核心器件,其性能的优劣直接关系到整个系统性能的优劣。本文围绕EDFA的若干关键技术及其驱动源进行以下几方面的研究:一、EDFA驱动源的研制采用模拟电路研制出两台的980nm LD的驱动源; 并在此基础上完成了EDFA驱动源的数字化过程,简化电路设计,增强电路控制功能,优化显示界面,制成一台980nm LD驱动源和一台1480nm LD驱动源。经测试与使用证明性能良好,符合驱动源的设计要求。二、宽带EDFA实验研究在C波段和L波段EDFA的实验研究基础上,采用并联结构组合方案,实现了C+L波段的宽带放大,并通过使用级联光纤环形镜(FLM)滤波得到了C+L波段的平坦增益输出。此宽带放大器30dB以上的3dB增益带宽到达了57nm,其中C波段25nm(1530nm～1555nm),L波段32nm(1570nm～1602nm)。叁、EDFA自动增益箝制(OAGC)实验研究使用环形腔方案,进行了单波长和双波长OAGC实验。首次使用FLM实现双波长增益箝制方案,结果显示:放大器处于增益箝制状态时,其输出增益波动最小可达0.1dB。此外还进行了低噪声两级级联结构增益箝制放大器实验,在输入信号功率<-15dBm的条件下,得到的噪声指数优于8.15dB。四、新型铋基铒纤相关实验研究国内首次进行了基于新型铋基掺铒光纤的宽带放大器及其宽带超荧光光源的实验研究。在输入不同功率信号的情况下,此铋基铒纤放大器所实现的10dB以上增益范围达到70nm(1540nm～1610nm); 在铋基掺铒光纤的宽带超荧光光源实验中,我们利用双向泵浦、双通放大结构,得到了谱宽88nm、功率14.3dBm的宽带超荧光输出。
厉鹏, 刘俭辉[5]2008年在《宽带、超宽带光纤放大器研究进展》文中认为目前,实现宽带、超宽带光纤放大器的技术主要有四种:宽带掺铒光纤放大(EDFA)技术、宽带拉曼放大技术、宽带混合放大技术和光纤参量放大技术。综述了宽带和超宽带光纤放大器的研究现状,并分别分析了其特点及发展趋势。
张昊[6]2005年在《增益控制及超宽带EDFA的研究》文中提出掺铒光纤放大器的出现是光纤通信发展史中重要的里程碑,EDFA使用全光中继来代替了光-电-光中继,极大地降低了系统的成本和延长了信号传输的距离,同时还推动了WDM/DWDM通信系统的整体发展。WDM/DWDM通信系统的发展又需要EDFA具有更大的带宽、优良的增益和噪声特性和增益控制等功能。基于上面的情况,并结合天津市重点基金项目——智能光纤放大器光源的研究、天津市重点基金项目——(C+L)超宽带掺杂光纤放大器和南开-达尔泰(天津)项目——开发增益平坦的掺铒光纤放大器等课题,论文主要围绕新型增益控制EDFA、增益控制用光源、多波长激光器及可调光衰减器、EDFA性能优化和超宽带EDFA等方面进行了理论和实验研究。主要工作如下:1.首次提出了基于双折射光纤环镜优化L-band EDFA噪声性能的方案。利用双折射环镜的梳状反射特性抑制双通EDFA的ASE,从而使放大器的噪声性能得到了明显改善。基于双折射光纤环镜的L-band EDFA比用普通光纤环镜的放大器的平均噪声低3.7dB。2.首次提出基于光纤起偏器和双折射光纤环镜的多波长掺铒光纤激光器。通过双折射光纤环境反射器和光纤起偏器来控制腔内偏振态,实现了利用偏振烧孔效应的多波长掺铒光纤激光器。实验中获得了4波长和5波长的稳定的激光输出,其波长间隔小于2nm。另外,我们还利用光纤起偏器和双折射光纤构成Lyot滤波器作为选频器件,同时通过利用腔内双折射增强偏振烧孔效应构成了可以获得稳定双波长输出的线形腔掺铒光纤激光器。实验上得到了两组间隔分别为3.44nm和1.56nm的L波段双波长激光,而且通过调整偏振控制器还得到的由1599.28nm~1605.84nm的五个单波长激光。3.首次提出利用前置放大器提高双通EDFA增益与噪声性能的方案。通过在基于普通光纤环镜的L-band EDFA前面加入一段已被泵浦的铒纤提高了输入端的铒离子的粒子数反转程度,使普通的双通L-band EDFA性能得到了改善。同普通双通放大器相比,在约1568nm~1594nm的范围内,加入前置放大器的L-band EDFA的增益提高了2.3dB~12.6dB,而噪声系数降低了2.2dB~23.9dB。4.提出了一种基于光纤环形镜对L-band EDFA增益控制的方法。输入信号光功率在约-40dBm~-15dBm的范围内,1595nm处反馈光衰减量为0时的增益波动和饱和输出功率比衰减量为4dB(控制光强度较弱)时的情况分别降低了0.33dB
金艳丽[7]2007年在《L波段掺铒光纤放大器增益控制技术研究》文中研究指明由于掺铒光纤放大器可直接对光信号放大,避免了传统光通信所用的“光-电-光”的放大模式,简化了系统,降低了成本,因此在光纤通信系统中具有广阔的应用前景。而在不断有信号上、下载的WDM系统中,掺铒光纤放大器的增益控制技术具有重要的意义。本论文的研究工作是在天津市科技发展计划项目(033800211):“智能型光纤放大器和光源的研究”的支持下完成的。我们结合国内、外对掺铒光纤放大器的研究进展,主要对掺铒光纤放大器的增益控制进行了实验研究,并对EDFA的性能进行优化,以设计出高增益及增益平坦的宽带EDFA为主要研究目标,本论文主要研究内容和创新点包括:1、提出利用光纤环镜作反射镜,用后向C波段ASE对EDFA的增益进行控制的串联结构的两级L波段EDFA,在L波段具有较高且平坦的增益。在1570nm～1600nm工作波长范围内,增益高于21dB,增益平坦度可达到0.77 dB,3dB带宽大于35nm,动态范围为-45dBm～-15dBm。并结合项目要求搭建样机一台,经专家测试,样机增益为23.68dB,噪声系数为7.47dB,增益平坦度为±0.8dB,输入信号功率变化范围达27dB以上。2、提出利用宽带啁啾光纤光栅作反射镜,对后向C波段ASE反射来控制增益的L波段EDFA。放大器在L波段的增益高于23dB,在1572nm～1604nm范围内,增益平坦度达到±0.92dB,3dB带宽大于36nm (1570nm～1606nm),信号饱和输入功率达到-15dBm以上。3、提出利用光纤环镜和环形器作反射镜,反射后向C波段ASE对单级双向泵浦的EDFA的增益进行控制的L波段EDFA。用光纤环镜做反射器时,在1585nm波长处,最高增益可达到20.28dB,信号饱和输入功率可达到-6.94dBm;用环形器做反射镜时,在1585nm信号波长处,增益达到17.68dB,信号饱和输入功率达-5.51dBm。4、提出利用宽带啁啾光纤光栅和双折射光纤环镜做腔镜的多波长光纤激光器。应用腔损耗原理,通过调整腔内偏振控制器改变不同波长光的损耗来改变输出激光波长,得到稳定的单波长输出和双波长输出,还可以获得多波长激光输出。5、提出用C波段宽带啁啾光纤光栅作腔镜实现L波段激光输出的掺铒光纤激光器,由于C波段光纤光栅在L波段也会有反射,所以选择合适的光纤长度,同样可产生L波段激光输出。且这种结构由于C波段ASE在腔内重复利用,可提高泵浦效率。
蒙红云[8]2003年在《超宽带光纤放大器理论与实验研究》文中指出掺铒光纤放大器的出现,可视为光纤通信发展史上的重要里程碑,它极大地推动了WDM/DWDM通信系统发展。同时,WDM/DWDM通信系统的发展也对光纤放大器提出了更高的要求,譬如要求光纤放大器具有更大的带宽,具有自动增益控制、功率控制等功能。 基于上述情况,并结合天津市科委基金重点项目——超宽带光纤放大器、南开大学,天津市保税区台达公司合作项目——增益平坦掺铒光纤放大器以及南开大学,华为技术有限公司基金项目——掺铥光纤放大器等课题,论文主要围绕放大器的宽带化、增益平坦和增益控制等叁个方面进行了一些理论和实验研究。主要工作如下: 1、以掺铒光纤放大器为例介绍了光纤放大器的原子速率方程和功率传输方程,推导了Giles模型,并利用Lucent公司的OASIX软件模拟分析了掺铒光纤放大器增益和噪声指数随泵浦功率、光纤长度、泵浦结构和泵源波长的变化:饱和输出功率随泵浦结构和泵源波长的变化: 2、利用在光纤环形镜中接入两段双折射光纤构成的滤波器,对C-EDFA进行了增益平坦实验,在1527-1562nml波长范围内,EDFA自发辐射谱的不平坦度为±1dB;这种增益平坦方法具有一定的可调性,能灵活地对具有不同增益谱的EDFA进行平坦: 3、利用可调谐光纤Bragg光栅对进行增益控制的方法,对EDFA进行了增益控制的实验。通过调节两个光纤光栅Bragg波长的间隔,可以灵活地实现不同信号输入强度范围、不同增益大小的控制,增益波动可以控制在±0.2dB范围内: 4、利用Optiwave公司的软件,模拟分析了L-EDFA增益随泵浦功率和光纤长度的变化,以及双向泵浦结构中前后向泵浦功率比例对放大器增益的影响: 5、在实验上利用两种结构的基于后向ASE作为泵源的方法,得到了L-波段信号放大:利用插入辅助激光的方法,研究了插入不同波长辅助激光对增益的影响:得出了长波方向的辅助激光更有利于增益提高,辅助激光更容易把能量转移给与之相临近的信号的结论:
周亚训[9]2009年在《多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究》文中认为随着现代通信技术的飞速发展,人们对光纤通信容量和系统集成化的要求大大提高,这使得掺铒光纤放大器(Erbium-doped Fiber Amplifier,EDFA)与波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术的联合运用成为实现多波长和超长距离传输必不可少的条件。其中,EDFA已是提高WDM系统信道数和光纤通信容量的关键部件。目前,主要工作在C波段(1530-1565nm)区域并得到广泛应用的传统石英基EDFA已不能满足系统的发展需求。因此,开发具有宽带放大能力和极高单位长度增益的非石英基EDFA,直接实现C+L波段(1530~1610nm)区域宽带无缝放大,这对于WDM系统光纤通信容量的扩展以及系统集成化具有非常重要的实际意义。本论文结合当前光纤通信技术的发展需求,选择多组分宽带碲酸盐和铋酸盐重金属氧化物玻璃作为研究对象,基于自主实现从“宽带掺铒玻璃→宽带掺铒玻璃光纤→宽带掺铒玻璃光纤放大器”整个流程的研究考虑,围绕多组分宽带掺铒玻璃光谱性质的改性研究、多组分宽带掺铒玻璃光纤的研制和光谱性质测试、宽带掺铒玻璃光纤稳态和瞬态放大特性的理论研究叁方面内容开展工作。论文的主要研究工作如下:1.开展了单掺稀土铒离子对于碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究WDM系统的集成化趋势,需要尽可能地提高光纤放大器增益介质中的稀土铒离子(Er~(3+))掺杂浓度以便得到高的单位长度增益,但过高的铒离子掺杂也会带来一些负面效应,影响到光纤放大器的性能指标。因此,本文首先开展了稀土铒离子掺杂对于组分为TeO_2-ZnO-La_2O_3(Na_2O)碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究,深入研究了1.53μm波段荧光谱、荧光强度和荧光寿命随铒离子掺杂浓度的变化关系。为此,论文运用Lorentz线型函数对测量到的荧光光谱进行了拟合分解,建立了一个等效四能级模型分析了各谱线成分相对强度随铒离子掺杂浓度的变化关系,剖析了1.53μm波段荧光谱的展宽及其荧光主峰转移现象。同时,基于Forster-Dexter能量转移理论,结合荧光俘获效应的影响,系统分析了激发态~4I_(13/2)能级上铒离子无辐射能量衰减速率与其掺杂浓度的关系,从而指出了1.53μm波段荧光强度和荧光寿命在高掺杂浓度下发生猝灭的主要影响因素,并从无辐射能量转移机理出发分析对比了玻璃中稀土铒离子溶解性问题,计算得到了稀土铒离子的临界浓度和临界相互作用距离参数,确定了最佳掺杂含量。2.开展了多稀土离子共掺对于碲酸盐玻璃光谱特性的改性研究工作于1.53μm波段的掺铒光纤放大器通常采用1480或980nm波长进行泵浦。采用980nm波长泵浦,光纤放大器具有低的噪声系数,同时也存在着Er~(3+)离子吸收较弱、上转换发光现象严重而引起的泵浦效率较低缺陷。本文从提高980nm泵浦效率和Er~(3+)离子1.53μm波段荧光特性出发,开展了Er~(3+)、Yb~(3+)(镱)、Ce~(3+)(铈)多稀土离子共掺对于组分为TeO_2-ZnO-La_2O_3-Nb_2O_5碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究。论文通过具体分析Yb~(3+)/Er~(3+)离子间能量传递过程,研究了Yb~(3+)离子掺杂对于Er~(3+)离子1.53μm波段荧光和上转换发光的增强作用,并给予了理论模拟。通过分析Er~(3+)/Ce~(3+)离子间的能量传递过程,研究了Ce~(3+)离子掺杂对于1.53μm波段荧光增强和上转换发光的抑制作用。从而指出相对于Er~(3+)/Yb~(3+)双掺形式,Er~(3+)/Yb~(3+)/Ce~(3+)叁掺是提高980nm泵浦效率和1.53μm波段荧光强度一种更加有效的组合掺杂方式。在此基础上,论文对基于声子辅助的Er~(3+)/Ce~(3+)离子间能量传递过程,首次提出了通过提高玻璃基质声子能量,减少能量传递过程中的能量失配程度,来进一步提高Er~(3+)/Ce~(3+)离子间能量传递速率的思想,实验结果得到了很好的印证。3.开展了单掺铒离子情形下铋酸盐玻璃荧光衰减特性研究OH-根离子不仅产生了石英传输光纤中1385nm波长附近的“水吸收峰”,同时也是掺铒玻璃中Er~(3+)离子1.53μm波段荧光的一个主要猝灭中心。本文从测量分析Er~(3+)离子1.53μm波段荧光衰减行为这一角度入手,开展了Bi_2O_3-B_2O_3-GeO_2-Na2O -Er_2O_3铋酸盐玻璃中OH-根离子与Er~(3+)离子相互作用机理以及对Er~(3+)离子荧光特性的影响研究。研究指出,Er~(3+)离子与玻璃中残留的OH-根离子间能量转移导致低掺杂浓度下Er~(3+)离子荧光呈现出明显的非指数衰减特征,运用Inokuti-Hirayama公式拟合得到了Er~(3+)离子与OH-根离子间能量转移参数。同时,在玻璃高温熔融过程中注入干燥氧气进行了除水处理研究,除水处理能明显减少玻璃中残留的OH-根离子含量,从而提高Er~(3+)离子1.53μm波段荧光强度以及掺铒光纤中的信号增益,而其荧光呈现出近似单一的指数衰减特征。4.开展了低声子能量掺铒铋酸盐玻璃中激发态吸收的抑制研究激发态吸收常发生在980nm泵浦下的一类低声子能量掺铒重金属氧化物玻璃中,它的存在制约了泵浦光转换效率的提高从而影响到Er~(3+)离子1.53μm波段荧光特性。本文通过在组分为Bi_2O_3-GeO_2-Ga_2O_3-Na+2O一类低声子能量掺铒铋酸盐氧化物玻璃中分别引入Ce~(3+)离子和B_2O_3组分,研究比较了这两种措施对于激发态吸收的抑制效果以及对于Er~(3+)离子1.53μm波段荧光的作用。研究发现,适量Ce~(3+)离子或B_2O_3组分的引入,分别通过能量转移和多声子弛豫方式提高了Er~(3+):~4I_(11/2)→~4I_(13/2)能级间无辐射弛豫速率,从而使得~4I_(11/2)能级Er~(3+)离子荧光寿命相应减小,激发态吸收得到有效抑制。同时,Ce~(3+)离子的引入进一步提高了~4I_(13/2)能级Er~(3+)离子总量子效率,增强了1.53μm波段荧光强度。而B_2O_3组分的引入虽在一定程度上削弱了1.53μm波段荧光强度,但进一步展宽了其荧光发射谱。5.开展了新型多组分宽带掺铒玻璃光纤研制和光纤光谱性质研究在对多组分掺铒玻璃光谱性质改性研究基础上,本文选择合适的玻璃组分配比开展了新型宽带掺铒玻璃光纤的研制工作。论文利用自主的实验条件,采用旋转浇铸法和管棒组合法工艺研制了多组分宽带碲酸盐和铋酸盐玻璃光纤预制棒,拉制出了包层直径为125μm、纤芯直径分别为5.1μm和5.6μm的多组分宽带掺铒碲酸盐和铋酸盐玻璃光纤,并对得到的掺铒光纤进行了传输损耗和放大自发辐射(ASE)谱测试,1310nm波长处的传输损耗分别达到了3.7dB/m和3.4dB/m,ASE谱覆盖了C+L波段区域。在此基础上,论文鉴于多组分掺铒铋酸盐玻璃光纤与石英传输光纤熔化温度相差极大的特点,采用非对称熔接工艺进行了两者的熔接尝试,为下一步研制出高质量宽带掺铒玻璃光纤和光纤放大器积累了一定的工艺基础。6.开展了多组分宽带掺铒玻璃光纤稳态和瞬态放大特性的理论研究为进一步了解多组分宽带掺铒玻璃光纤的放大特性,同时为后续设计和优化宽带掺铒光纤放大器提供理论依据,本文从稳态和瞬态放大特性两个方面展开了系统的理论研究:1)建立了一个综合考虑Er~(3+)离子能量转移和激发态吸收效应、以铋酸盐玻璃基掺铒光纤作为增益介质的铋基掺铒光纤放大器(Bi-EDFA)理论模型,分析比较了1480和980nm波长泵浦下放大器的稳态增益和噪声特性以及随信号输入功率、光纤长度的变化关系。同时,鉴于放大器内部存在着极大的由放大自发辐射产生的ASE噪声,论文从抑制噪声和再次利用噪声角度出发,对放大器进行了优化设计:①利用光隔离器抑制后向传输的ASE噪声,提高了放大器信号增益并降低了噪声系数。②利用光环形器引导前级放大产生的ASE噪声光泵浦一段后级低掺杂铋酸盐掺铒光纤,显着提高了放大器L波段信号增益;2)对于以碲酸盐玻璃基掺铒光纤作为增益介质的碲基掺铒光纤放大器(Te-EDFA),理论研究了输入状态突变时放大器输出端信号功率的瞬态响应特性以及瞬态响应随信号输入功率、泵浦功率的演变关系。在此基础上,论文从抑制输出信号瞬态响应幅度出发,提出了调理脉冲输入信号阶跃型边沿为渐变型边沿的功率变化方式思想。研究揭示,提出的理论方案可以有效地抑制放大器输出端信号功率的瞬态响应幅度。最后,总结了全文研究工作和创新之处,指出了论文不足以及有待进一步深入研究的问题。
韩群[10]2006年在《宽带光纤喇曼放大器的理论与实验研究》文中研究表明光纤喇曼放大器是目前公认的下一代光放大器的理想选择。由于喇曼放大具有噪声低、增益带宽配置灵活等优点,已被证明是延长光纤通信系统的传输距离、提高系统传输容量的关键技术之一。对光纤喇曼放大器的研究是近年来光放大器研究领域的一大研究热点。本论文对光纤喇曼放大器及其设计技术进行了系统的理论和实验研究。本论文的主要内容如下:1.对光纤喇曼放大器的增益和噪声特性进行了系统的理论研究和总结。重点研究分析了泵浦方式、增益水平、光纤长度、信道功率水平等参数对放大器增益和噪声特性的影响。研究结果对光纤喇曼放大器的设计具有重要指导意义。2.提出了一种高效、稳定的光纤喇曼放大器仿真算法。该算法以简单打靶法为基础,并首次将牛顿下山法和Broyden秩1法引入其中,显着提高了仿真算法的收敛速度和稳定性。同时,还提出了一种对打靶法所需的初值进行准确估计的方法。研究结果表明,与传统的打靶法相比,本文提出的算法的仿真速度至少提高了4倍以上。该算法可用于对各种光纤喇曼放大器的增益和噪声特性进行快速、准确的评价。3.提出了一种高效的宽带光纤喇曼放大器优化设计方法。该方法通过构造适当的约束条件,将光纤喇曼放大器的增益和噪声优化问题转变为一有约束非线性规划问题,以序列二次规划(SQP)法作为优化算法进行求解。该方法可快速地确定实现增益和噪声平坦所需的最佳泵浦波长和功率配置。研究结果表明,与常见的以遗传算法为基础的优化方法相比,该方法的优化速度平均提高了约9倍。4.首次从理论上提出了一种对光纤喇曼放大器的增益谱进行保形调整的方法并进行了实验验证。该方法可在保持增益谱的形状基本不变的情况下,通过适当调整各泵浦波长的功率实现对放大器增益大小的调节。5.成功研制出国内首台分立式色散补偿型C+L波段宽带光纤喇曼放大器样机一台并对其进行了实验研究和性能测试。研究结果表明,该样机工作带宽为75 nm (1530-1605 nm),可提供10 dB以上的净增益;在平均净增益为10 dB时,工作带宽内增益起伏约0.9 dB,噪声指数低于7 dB。
参考文献：
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[10]. 宽带光纤喇曼放大器的理论与实验研究[D]. 韩群. 天津大学. 2006
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