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受激喇曼散射及其在光纤通信中的应用研究

陈凯  
【摘要】:近年由于新业务的不断出现,通信业务量的显著增长、科技的快速进步,促进了通信网络的快速发展。发展最为显著的全光通信网、无线网、数据分组网虽然其在传输原理、承担业务、传输数据量上各不一样,但都离不开光纤骨干网。 光通信技术研究主要集中在光波复用和全光网络,而光放大技术、光交换器件、新型激光器等新技术为其快速发展提供了基础。但要使光纤传输系统的的速率不断提高,光纤传输器件的结构更加合理,功能更加完善和强大,就必须注意光纤传输系统中的几个主要因素:光纤损耗、光纤色散、光纤非线性效应。 基于光纤非线性效应的受激喇曼散射在光通信系统中发挥着重要的作用,合理利用能够制作出满意的光器件,不注意对它控制又会对光通信系统产生不利影响。 本文将主要探讨受激喇曼散射对光通信系统的影响。 第一章绪论中首先引出了受激喇曼散射效应,然后介绍了受激喇曼散射在光纤通信中的应用:光纤喇曼激光器、光纤喇曼放大器、波长转换器。接着介绍了受激喇曼散射效应导致的系统串扰。最后介绍了光子自动化设计软件PTDS。 第二章对受激喇曼散射原理进行了详细分析,仔细讨论了两个重要指标:喇曼增益谱和喇曼阈值,并得到了相关公式。 第三章对喇曼放大器进行研究。建立了喇曼放大器的功率和模场理论模型,探讨了其主要特性,包括增益、带宽、噪声以及大功率泵浦特性。最后对光纤喇曼放大器在S 波段的应用进行了研究,得出一些结果。 第四章内容主要集中在WDM 系统中的喇曼串扰。首先对WDM系统中每个信道的功率理论模型进行了探讨,得到了WDM 系统中描述喇曼串扰的公式,并使用最大受激喇曼散射串扰(MRC)和平均最大受激喇曼散射串扰(AMRC)对其进行量化,然后通过PTDS 仿真软件搭建实验平台,对WDM 系统中信道频率、入纤功率、光纤长度,光纤有效模场面积、光纤非线性系数、信道数、信道比特率,


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