TDM抽运光纤喇曼放大器增益平坦及色散研究 (1)

《TDM抽运光纤喇曼放大器增益平坦及色散研究 (1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文TDM抽运光纤喇曼放大器增益平坦及色散研究研究作者姓名肖鸣杰学科专业光学指导教师邓华秋教授所在学院物理与光电学院论文提交日期2018年4月StudyontheDispersionandGainFlatteningofFiberRamanAmplifierbyTDMPumpingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XiaoMingjieSupervisor：Prof.DengHuaqiuSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要现代社会由于信息的迅猛发展，传

2、统的光纤通信系统使用掺铒光纤放大器（EDFA）进行信号放大受到非线性效应、增益波长范围固定、增益带宽不平坦、光浪涌等问题的制约。光纤喇曼放大器(FRA)由于超宽带光纤放大、传输光纤本身就是增益介质、噪声指数低、可实现分布式放大等一系列优点而成为目前解决以上问题的方案。然而，光纤喇曼放大器也有增益不平坦及色散等问题，需要对光纤喇曼放大器做进一步优化处理，解决好增益平坦以及色散问题。解决光纤喇曼放大器增益平坦化问题通常采用空间波分复用法，就是用不同波长的抽运源同时抽运。然而采用此方法会使抽运光之间产生相互作用，引起非线性效应和四波混频效应(FWM)。本文采用时分复用(TDM)抽运光纤喇曼放大器

3、的方式，可以有效避免抽运源之间的相互作用而产生的非线性效应，而且采用后向抽运信号光的方式，以避免采用前向抽运信号光时产生较大的非线性效应以及放大的自发辐射(ASE)。本文以电磁波理论为基础，根据麦克斯韦方程组以及光纤受激喇曼散射原理进行光纤喇曼放大器的理论模型推导，建立了光纤喇曼放大器的开关增益的表达式，研究了TDM抽运脉冲占空比组合对光纤喇曼放大器的作用。通过数值仿真发现，TDM抽运光纤喇曼放大器增益平坦随抽运光占空比组合的不同产生变化。最后选取最优的抽运光占空比组合，实现了时分复用抽运光纤拉曼放大器增益的平坦化，获得了较好的信号增益输出，并发现随着时分复用周期的不同，光纤增益平坦也会产

4、生影响。为了研究TDM抽运光纤喇曼放大器的色散行为，本文通过选取合适光脉冲研究了不同数量抽运源以及群速度色散(GVD)对TDM抽运光纤喇曼放大器的信号光的影响，通过选取合适的抽运源波长及数量，可以获得较好的输出脉冲。当传输距离较短(光纤色散累积较小)时,色散作用可以忽略，但是当传输距离较长时，选取合适的GVD色散参量光纤可以获得更优的输出脉冲。并进一步分析了TDM抽运光纤喇曼放大器的四阶色散补偿。结果表明选用合适的初始啁啾参量可以延长光脉冲的传输距离，增加系统的稳定性。关键词：光纤喇曼放大器；时分复用；增益平坦；色散IAbstractWiththedevelopmentofsociety,

5、moderncommunicationnetworksarealsorapidlydeveloping。However，duetotherapiddevelopmentofinformation,theuseoferbium-dopedfiberamplifierintraditionalfiber-opticsystemssuffersfrombottlenecksinthecommunicationsystem'scapacitysuchasnonlinear、fixedgainbandwidth、rippleofgainandopticalsurge,etc.Therefore,du

6、etoitsamplificationofsuper-widebandwidth,fiberasthetransmissionmedium,lownoisefigure,andavailabledistributedamplification,fiberRamanamplifiers(FRAs)havebecomeasolutiontotheaboveproblems.However,fiberRamanamplifiersalsohavetheirlimitations-gainrippleanddispersion.Therefore,itisnecessarytofurtheropt

7、imizethefiberRamanamplifiersinordertosolvetheproblemofgainflatnessanddispersion.Tosolvetheproblemofgainripple,thespatialwavelengthdivisionmultiplexingmethodismainlyused.FRAispumpingwithdifferentwavelengthsatthesa