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超宽带光纤放大器理论与实验研究

蒙红云  
【摘要】: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三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:


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