研究了反向泵浦光纖喇曼放大器中泵浦和信號(hào)的求解方法,并且分析了雙重瑞利散射噪聲的特性,提出了在考慮反向喇曼光放大作用時(shí),雙重瑞利散射噪聲的表達(dá)式。給出了在加入光隔離器進(jìn)行抑制后,雙重瑞利散射噪聲的計(jì)算方法,并進(jìn)行了模擬分析,得出了放置光隔離器的最佳位置。

在考慮了增益介質(zhì)的色散、非線性效應(yīng)、增益以及損耗后,推導(dǎo)出超短光脈沖在分布式光纖放大器中的基本傳輸方程,采用分步傅里葉變換法數(shù)值模擬了皮秒光脈沖的放大傳輸狀態(tài),重點(diǎn)分析了群速度色散和三階色散對(duì)光脈沖特性的影響。

學(xué)號(hào)10043112姓名黃任軍 第1頁(yè)共16頁(yè) 哈爾濱學(xué)院答題紙 課程光纖通信2013－2014學(xué)年第1學(xué)期 課程代碼40425012專業(yè)班級(jí)電氣自動(dòng)化10-1班 姓名：黃任軍學(xué)號(hào)：10043112 成績(jī)?cè)u(píng)閱人 檢查項(xiàng)目權(quán)重得分 (1)選題意義：文獻(xiàn)分析是否透 徹，選題是否為研究領(lǐng)域的前 沿或熱點(diǎn)話題。 20 (2)學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值：論文 結(jié)構(gòu)是否合理，概念是否準(zhǔn)確， 論證是否合乎邏輯；分析問(wèn)題 是否有一定的深度，解決問(wèn)題 是否有一定的創(chuàng)新。 40 (3)論文摘要：摘要能否簡(jiǎn)要地 闡明研究目的、方法、范圍、 結(jié)果及結(jié)論。 20 (4)論文格式：論文格式符合 要求。 10 (5)文獻(xiàn)引用：文獻(xiàn)格式是否規(guī) 范，引用是否夠全面。 10 合計(jì)100 學(xué)號(hào)100

利用連續(xù)光纖激光器為泵浦源,對(duì)單模石英光纖中的受激喇曼散射進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究在較低功率泵浦下,觀察到由自發(fā)喇曼散射向受激喇曼散射演化的過(guò)程中,光譜不斷變窄;當(dāng)stokes波信號(hào)功率較強(qiáng)時(shí),觀察到光譜峰值相對(duì)于泵浦波的頻移量從440cm-1轉(zhuǎn)化到490cm-1在改進(jìn)耦合系統(tǒng)后,不僅觀察到一級(jí)喇曼頻移,并且觀察到了高階stokes光在產(chǎn)生多級(jí)喇曼光譜時(shí)能量移動(dòng)比較復(fù)雜,每?jī)杉?jí)的喇曼頻移間隔并不完全相同

根據(jù)不同的泵浦方式,對(duì)多模光纖放大器運(yùn)用多模速率方程組,采用四階龍格-庫(kù)塔法數(shù)值計(jì)算和分析了在不同泵浦方式下的泵浦效率和信號(hào)光在光纖放大器中的傳輸、放大行為,并研究了在光纖放大器光纖長(zhǎng)度有微小變化(mm量級(jí))的情況下,輸出光的光束質(zhì)量與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系。結(jié)果表明:輸出信號(hào)光的光束質(zhì)量因子隨光纖長(zhǎng)度微小變化而呈準(zhǔn)周期變化,周期與信號(hào)光耦合入光纖放大器的本征模式間的傳播常數(shù)差有關(guān)。

為適應(yīng)當(dāng)代信息社會(huì)的高速發(fā)展,基于高速光纖通訊系統(tǒng)的高速信息傳輸設(shè)備也在不斷發(fā)展和完善,本文以高速光纖通訊系統(tǒng)中的光纖放大器為主要分析對(duì)象,簡(jiǎn)要概述光纖通訊的發(fā)展史,并綜合討論高速光纖通訊系統(tǒng)中使用光纖放大器的優(yōu)勢(shì)、類型及其相應(yīng)的發(fā)展前景及未來(lái)展望.

在以yag倍頻激光器為光源進(jìn)行階躍型單模石英光纖的受激喇曼散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),隨斯托克斯波級(jí)次的增高,產(chǎn)生的模式為光纖所能傳輸?shù)淖罡唠A模式。由于光纖中介質(zhì)對(duì)不同的波長(zhǎng)具有不同的色散效應(yīng),因此,對(duì)能形成導(dǎo)模的斯托克斯波要求其要同時(shí)滿足色散效應(yīng)和受激喇曼位相匹配這兩個(gè)條件,才能在光纖中傳輸。根據(jù)理論計(jì)算能夠很好地解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

在以yag倍頻激光器為光源進(jìn)行階躍型單模石英光纖的受激喇曼散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),隨斯托克斯波級(jí)次的增高,產(chǎn)生的模式為光纖所能傳輸?shù)淖罡唠A模式。由于光纖中介質(zhì)對(duì)不同的波長(zhǎng)具有不同的色散效應(yīng),因此,要求形成導(dǎo)模的斯托克斯波能同時(shí)滿足色散效應(yīng)和受激喇曼位相匹配這兩個(gè)條件,才能在光纖中傳輸。根據(jù)理論計(jì)算能夠很好的解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

利用光纖中的布里淵散射光頻移與溫度和應(yīng)變呈線性關(guān)系的原理,提出了一種基于自發(fā)布里淵散射的雙支路分布式光纖傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用不同種類光纖的布里淵頻移差別,同時(shí)對(duì)兩條線路的應(yīng)力和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象多方位的同時(shí)測(cè)量,縮短了探測(cè)時(shí)間,提高了工作效率。本文實(shí)現(xiàn)了兩路光纖的同時(shí)監(jiān)測(cè),用6km的光纖作為傳感介質(zhì),獲得了4m的空間分辨率。得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的系統(tǒng)能準(zhǔn)確判斷40ns脈沖光在兩路傳感光纖沿線產(chǎn)生的自發(fā)布里淵背向散射光譜的中心頻率變化。

研究了百皮秒脈沖在摻鐿雙包層光纖放大器(yddcfa)中的放大特性及非線性效應(yīng)。在1053nm波段,分別對(duì)重復(fù)頻率為70mhz的準(zhǔn)連續(xù)百皮秒信號(hào)和1hz的單脈沖百皮秒信號(hào)進(jìn)行了放大。準(zhǔn)連續(xù)脈沖輸入信號(hào)平均功率為55mw,譜寬為0.016nm,飽和增益為7.02db,使用法布里-珀羅(f-p)干涉儀測(cè)量自相位調(diào)制(spm)效應(yīng)引起的信號(hào)光譜展寬為0.01nm。單脈沖輸入信號(hào)峰值功率為8.1w,在輸出峰值功率為6950w、增益為29.3db時(shí)發(fā)生受激拉曼散射(srs)效應(yīng),利用光纖布拉格光柵拉伸掃描的方法,觀察到spm和srs效應(yīng)引起的光譜變化,利用單模光纖的色散作用分離信號(hào)脈沖和斯托克斯脈沖,對(duì)srs現(xiàn)象進(jìn)行了判斷,解決了單脈沖光譜不易觀察的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,srs效應(yīng)是制約百皮秒脈沖放大的主要因素。

線偏振窄線寬光纖放大器在非線性頻率變換和光束合成等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,非線偏振窄線寬光纖放大器的輸出功率已經(jīng)突破4kw。相對(duì)于非保偏光纖,保偏光纖中的非線性效應(yīng)更強(qiáng),且模式不穩(wěn)定(tmi)閾值更低。因此,基于保偏光纖實(shí)現(xiàn)高功率全光纖線偏振激光輸出更具挑戰(zhàn)性。目前,國(guó)際上公開報(bào)道的全光纖線偏振窄線寬放大器的輸出功率大多為1.5kw左右。2015年11月,國(guó)防科技大學(xué)利用三級(jí)級(jí)聯(lián)相位調(diào)制方案,實(shí)現(xiàn)了1.89kw的線偏振窄線寬激光輸出,但是由于tmi的存在,輸出功率的進(jìn)一步提升受到限制。

基于已有理論模型,利用1064nm連續(xù)波抽運(yùn)源在不同抽運(yùn)光強(qiáng)下對(duì)不同長(zhǎng)度光纖抽運(yùn)所產(chǎn)生的受激喇曼散射現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬,并對(duì)模擬結(jié)果作了分析.研究發(fā)現(xiàn):發(fā)生受激喇曼散射現(xiàn)象時(shí),抽運(yùn)光強(qiáng)和光纖長(zhǎng)度發(fā)生兌換;能量紅移現(xiàn)象普遍存在,包括同階stokes光譜內(nèi)部和不同階的stokes光譜之間.抽運(yùn)光強(qiáng)越大,能量紅移現(xiàn)象越明顯.

利用光子轉(zhuǎn)換理論的受激喇曼散射(srs)耦合方程,結(jié)合雙向多波長(zhǎng)泵浦和光纖級(jí)聯(lián)兩種方法,提出了一種新型的具有平坦增益的寬帶光纖喇曼放大器(fra)。采用數(shù)值解法對(duì)100信道的波分復(fù)用(wdm)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,得到了寬帶增益平坦的功率輸出,為光纖喇曼放大器(fra)增益平坦化提供了一種新的實(shí)現(xiàn)方法。

首先介紹了多波長(zhǎng)泵浦的喇曼光纖放大器(fra)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),然后詳細(xì)分析了泵浦模塊的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)中考慮的問(wèn)題,最后討論了泵浦激光器的功率配置問(wèn)題,以達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的開關(guān)增益、放大帶寬和增益平坦特性等。

為了提高多模光纖放大器輸出光束質(zhì)量,基于多模纖芯中各個(gè)模式的傳輸和放大機(jī)理,提出了一種新的模式控制方法——增益-損耗控制,通過(guò)變化纖芯中摻雜的濃度、形狀和材料,實(shí)現(xiàn)對(duì)高階模式的抑制。根據(jù)多模纖芯雙包層摻鐿光纖放大器模型,對(duì)基于增益-損耗控制的選模特性進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)例分析,得到了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。結(jié)果表明,該方法可以有效抑制放大器中的高階模,輸出基模功率百分比可達(dá)90%以上。

對(duì)雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器(rfa)的噪聲特性、增益飽和及抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明,雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器的噪聲特性介于前向抽運(yùn)與后向抽運(yùn)之間,但主要取決于前向抽運(yùn)方式所導(dǎo)致的噪聲特性;雙向抽運(yùn)方式的飽和功率低于單向抽運(yùn)方式的飽和功率,同前向抽運(yùn)與后向抽運(yùn)提供的增益比例有關(guān);雙向抽運(yùn)方式的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率同信號(hào)光功率及前、后向抽運(yùn)提供的增益有關(guān),當(dāng)信號(hào)光功率較低時(shí),增加前向抽運(yùn)的比例可取得較高的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率,而信號(hào)光功率較高時(shí),增加后向抽運(yùn)的比例可取得較高的抽運(yùn)功率轉(zhuǎn)換效率。研究一種配置(情況3)的雙向抽運(yùn)拉曼光纖放大器,可以完全補(bǔ)償100km傳輸線路的損耗(包括無(wú)源器件的損耗),最低光信噪比為30.21db。

光纖通信放大器

光纖放大器MF-06R規(guī)格書

介紹光纖放大器的類型、放大器的應(yīng)用方式、中繼段增長(zhǎng)的計(jì)算方法以及光纖放大器在工程應(yīng)用中的注意事項(xiàng).

以自行研制的大能量單縱單橫電光調(diào)q激光系統(tǒng)作為抽運(yùn)源,在小尺寸(2cm×2cm×4cm)的熔融石英玻璃樣品中實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)烈發(fā)展的受激布里淵散射(sbs)過(guò)程,在工作介質(zhì)無(wú)損傷的情況下,相位共軛波能量高達(dá)110mj,反射率約為60%.還研究了sbs能量反射率與入射角之間的關(guān)系,證實(shí)了此前提出的“自供種子光(self-stokes-seeding)”效應(yīng)的存在.提出了雙棒串接的構(gòu)型,得到了更為高效的sbs過(guò)程.

在變步長(zhǎng)的龍格庫(kù)塔法的基礎(chǔ)上,提出利用打靶法,通過(guò)先猜測(cè)再修正的逐漸逼近的方法來(lái)確定計(jì)算初始值,進(jìn)而求解雙向泵浦喇曼放大器的功率耦合方程。并利用此算法對(duì)三泵浦波長(zhǎng)的喇曼放大器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇泵浦波長(zhǎng)分別為1427nm、1445nm和1466nm時(shí)進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了1db帶寬35nm左右的較好的增益平坦度。

運(yùn)用工程化摻鉺光纖放大器模擬理論方法，基于國(guó)產(chǎn)１４８０ｎｍｌｄ泵源和國(guó)產(chǎn)ｅｒ＾３＋／ａｌ＾３＋共摻雜光纖，從理論和實(shí)驗(yàn)上分析比較了新型兩段級(jí)聯(lián)泵浦與普通單段雙泵兩種結(jié)構(gòu)ｅｄｆａ的增益、功率和限幅特性。兩段級(jí)聯(lián)ｅｄｆａ比單段ｅｄｆａ的增益、３ｄｂ飽和輸出功率和動(dòng)態(tài)范圍分別提高了５ｄｂ、１ｄｂ和１２ｄｂ，泵浦光轉(zhuǎn)換效率改善了２０％。