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1、多泵浦功率多波长优化配置用于拉曼光纤放大器～教育资源库 摘要 一种新的配置算法，用于带有前向和后向泵浦的拉曼放大器的D光纤数据链路（长300km），其中共10个泵浦的波长和功率采用仿真退火算法予以自动设计，该链路含64波长，由1512nm至1563.2nm,间隔0.8nm。结果给出在以上宽达50nm谱宽内，不平坦度为2.6dB。 关键词 拉曼光纤放大器，仿真退火，泵浦，密集波分复用。 引言 拉曼光纤放大器（RFA）具有宽的放大谱宽，中心波长随意和低的噪声指数，因此在大容量D光传输系统和网络中起着重要作用[1，2]。RFA
2、基于光纤中的受激拉曼散射（SRS），具有明显的阈值特点。随着固态激光泵浦不断进展，其输出功率可达数百毫瓦，如市售的这类泵浦已有200300m光信号高增益放大，同时还须在给定的波长范围内增益平坦。由于SRS过程很复杂，如存在泵浦一信号光，泵浦泵浦，信号光信号光，之间的相互作用[35]。为了实现RFA所在链路尽可能好的性能指标，一个有效途径是恰当地安排多个泵浦，及确定它们各自的功率和波长。 通常，多泵浦SRS的复杂过程，难以解析地表达。并因此也难以获得为优化合成的增益曲线所需要的有关数据资料；另外对于该问题，还有许多局部最佳值叠加到全
3、局最佳值上。模拟退化（SA）算法对于优化一个复杂系统是适用的[6]。它可用于连续的全局优化并显示很好的收敛性[7]。本文将SA原理用于优化多泵浦RFA配置，其中包括波长选择和功率调整。以下首先叙述多泵浦RFA的理论模型。接着，采用SA对这些放大器作出新的设计方案。 前向和反向多泵浦RFA理论 在RFA中多个泵浦和各个被放大的信号光之间的相互作用是由一套耦合方程且加以描述[8]这些方程式可被扩大用以描述带多泵浦（包括前向和反向泵浦）的D系统，如下列： 式中Ii是第I泵浦或通道信号的光功率（对于泵浦i=1，.泵浦数和对于信号i=泵
4、浦数+1n。这里n是泵浦数加上光信号数）。信号在z=0处进入光纤；而对于前向泵浦，诸泵浦在z=0处，对于反向泵浦，则诸泵浦在z=l处，即链路光纤末端。νi是第i个泵浦或通道信号光。下标越大，则波长越长。gR（VjVi）为拉曼增益系数，如图1[8，9]。Aeff是有效芯面积和αi是光纤衰减。分母中的乘数2，是为计及信号的随机偏振[10，11，12]。 S（i）当符号函数，表示传输方向，S（i）=1属于前向传输，S（i）=-1反向泵浦传输。上列方程面向频域中光功率变化，而非在时域中的演化脉冲[13]。各种类型的串扰，
5、包括串扰所引起的泵浦排空[14]均加以考虑。 沿着RFA光纤长度，短波通道耗尽其功率和传递给长波长通道。这就是SRS的基本点，即存在着信号与信号之间的串扰（称为泵浦排空[4]），泵浦-泵浦之间的串扰（称为泵浦互作用[5]），以及泵浦和信号之间的串扰（称为泵浦排空[3]）。方程1反映所有这一切现象。由于泵浦相关的排空，通常希望短波长获得较多的泵浦。因为复杂的相互作用和错综的拉曼增益曲线，泵浦安置并非易事。图2示出人工安排泵浦配置举例。在该配置中，64个通道（1512nm~1563.2nm）波长间隔取为0.8nm，每波长的初始光功率为
6、-20dBm，所用光纤参数：长度为20km，最大的拉曼增益系数为0.75*10-13，有效纤芯面积为55μm2和损耗0.2dB/km。5个泵浦连续方式工作，每个光功率为250m系统的RFA设置。123下一页友情提醒：，特别！在感兴趣的放大谱宽内增益不平度小于2.6dB。对于实际的信号通道数和增益曲线，该宾法可自动地产生设置。 Reference [1]H.Masuda,Revieplifiers,inTech.Dig.OFC00,2000,PaperTuA1. [2]P.B.Hansen,L.Eskildsen,S.G.
7、Grubb,A.J.Stentz,T.A.Strasser,J.Judkins,J.J.DeMarco,R.Pedrazzani,andD.J.DiGiovanni,CapacityUpgradesofTransmissionSystemsbyRamanAmplifier,IEEEPhoton.Technol.Lett.,vol.9,no.2,pp.262-264,1997. [3]M.-S.Kao,andJ.SystemsUsingPostTransmitterFiberRamanAmplifiers,J.Lightulated
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