光纖非線性系數(shù)和受激喇曼散射增益系數(shù)測試研究.pdf

1、光信號在光纖傳輸過程中,當(dāng)功率達(dá)到一定程度時可能發(fā)生非線性效應(yīng),主要包括自相位調(diào)制(SPM)、交叉相位調(diào)制(XPM)、四波混頻(FWM)、受激喇曼散射(SRS)和受激布里淵散射(SBS)。無論是實驗研究還是對光纖生產(chǎn)商,都有必要對光纖的非線性系數(shù)γ進行準(zhǔn)確的測量,分析其影響條件和規(guī)律,從而對不同類型的光纖進行改進和設(shè)計,服務(wù)于光纖通信或者非線性效應(yīng)應(yīng)用中。
　　在光纖中的非線性效應(yīng)中,本文選擇對遠(yuǎn)距離光纖通信有功率放大作用的SRS

2、效應(yīng)來分析,因為SRS效應(yīng)可對信號光產(chǎn)生一定的功率增益,增益帶寬較大,可以分布放大波分復(fù)用系統(tǒng)(WDM)的幾個信道,可用于長距離光纖傳輸?shù)墓β恃a償。因此對光纖中SRS增益系數(shù)的測試研究十分重要。
　　因此本文對光纖(主要是單模光纖)中非線性系數(shù)和受激喇曼散射增益系數(shù)進行了測試研究。主要內(nèi)容包括:
　　(1)闡述了光纖中非線性系數(shù)γ的理論機制,對進行了量子描述,介紹了幾種非線性系數(shù)測試的方法;接著對SRS現(xiàn)象的發(fā)生進行了物理描

3、述,詳細(xì)分析了SRS現(xiàn)象在光纖中傳輸?shù)倪^程,進行了公式推導(dǎo)。
　　(2)分別提出了光纖非線性系數(shù)γ和SRS增益系數(shù)的兩個測試方案,對測試原理進行了詳細(xì)闡述,介紹了兩個光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備硬件功能和軟件算法。提出了使用LabVIEW程序來進行控制儀器,嵌入MatLAB模塊來處理部分算法,進行自動化數(shù)據(jù)測量和運算處理,達(dá)到γ和SRS增益系數(shù)自動化儀器測量的效果。
　　(3)對不同類型的光纖進行了非線性系數(shù)和SRS增益系數(shù)測試,分析了平