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通過合理分析提出了便于計算多波長雙向抽運(yùn)光纖拉曼放大器信號及噪聲功率的實用數(shù)值模型,給出求解信號和噪聲功率的快速算法。在定義抽運(yùn)方向度為前向抽運(yùn)功率與總抽運(yùn)功率值的比值后,通過對計算結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)信道平均放大自發(fā)輻射噪聲功率隨著抽運(yùn)方向度的提高而單調(diào)遞減;而信道平均雙重瑞利散射噪聲功率相對抽運(yùn)方向度的變化曲線始終成U字形。不同的增益下存在對應(yīng)的最優(yōu)抽運(yùn)方向度,在此抽運(yùn)方向度下放大器總噪聲最低。進(jìn)而考慮在信號非線性失真的條件下提出了抽運(yùn)方向度優(yōu)化的衡量指標(biāo)。優(yōu)化后的多波長雙向抽運(yùn)方式不僅能保證對所有信道的平坦放大,而且其綜合性能明顯高于后向抽運(yùn)方式。
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對雙向抽運(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)換效率同信號光功率及前、后向抽運(yùn)提供的增益有關(guān) ,當(dāng)信號光功率較低時 ,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 ,而信號光功率較高時 ,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 10 0km傳輸線路的損耗 (包括無源器件的損耗 ) ,最低光信噪比為 30 .2 1dB。
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