低噪聲、高增益、高平坦度摻鉺光纖放大器的分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、該論文本著科技創(chuàng)新、服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐的精神,以設(shè)計(jì)價(jià)格低廉,性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單的L-band EDFA為目標(biāo),依托浙江省科技廳重大科學(xué)基金資助項(xiàng)目(001101027)和浙江大學(xué)振興教育計(jì)劃資助的全光網(wǎng)絡(luò)的搭建-《光通信技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)建設(shè)項(xiàng)目,展開了如下工作:首先,介紹了摻鉺光纖放大器的工作原理,歸納總結(jié)了基于速率方程基礎(chǔ)的EDFA的各種理論模型,分析比較了各個(gè)模型的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合,最終選擇完善的Giles理論模型作為該論文分析設(shè)計(jì)E

2、DFA的理論基礎(chǔ);針對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件提出了修正的EDFA模型的數(shù)值計(jì)算方法;創(chuàng)新地提出了增益-噪聲系數(shù)全局分析法,直觀有效地分析了EDFA的增益和噪聲系數(shù)與摻鉺光纖長(zhǎng)度和泵浦功率的依賴關(guān)系,并對(duì)各種EDFA的性能作了全面的比較;第二,介紹了摻鉺光纖放大器特性參數(shù)的定義與測(cè)量方法,重點(diǎn)介紹了噪聲系數(shù)和增益系數(shù)的測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)裝置;介紹了組成摻鉺光纖放大器各組件的特性測(cè)量方法,重點(diǎn)介紹了測(cè)量摻鉺光纖(EDF)參數(shù)的方法和實(shí)驗(yàn)裝置;第三,針對(duì)W

3、DM系統(tǒng)對(duì)L-band EDFA譜平坦、低噪聲、高增益的要求,我們創(chuàng)新地提出了四種不同的L-band EDFA結(jié)構(gòu),按設(shè)計(jì)思路可以分為兩大類:一類是基于單抽運(yùn)二級(jí)泵浦法,這一類包括(a)在未泵浦摻鉺光纖的輸入端插入一根布拉格光纖光柵的兩段L-band的EDFA的新結(jié)構(gòu);(b)基于前向ASE光作為二級(jí)泵浦源推動(dòng)下一級(jí)EDF工作的泵浦分配、兩段級(jí)聯(lián)L-band的EDFA的新結(jié)構(gòu);(c)基于單根光纖光柵、泵浦分配、兩段級(jí)聯(lián)的EDFA;另一類則

4、是基于同時(shí)應(yīng)用前后向C-band ASE作二級(jí)泵浦源的雙抽運(yùn)法,如(d)基于前后向ASE光作為二級(jí)泵浦源的三段級(jí)聯(lián)L-band的EDFA的新結(jié)構(gòu).文中從理論上系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)各種EDFA性能的影響,最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;第四,針對(duì)波分復(fù)用系統(tǒng)要求EDFA必須具備增益鎖定功能,提出采用單根光纖光柵的方法來(lái)箝制L-band EDFA的增益.基于考慮自發(fā)輻射噪聲(ASE)的Giles模型,建立了這種EDFA的全光增益箝制理論模型;理論和實(shí)

5、驗(yàn)分析了四種可能的光路結(jié)構(gòu)、泵浦波長(zhǎng)、光纖光柵反射波長(zhǎng)和反射率、泵浦功率以及摻鉺光纖長(zhǎng)度等參量對(duì)其箝制特性的影響.最后給出一組使EDFA在箝制增益的同時(shí)可以保持增益譜平坦的最佳結(jié)構(gòu)和放大器參量;最后,初步介紹了光纖的非線性效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理及其對(duì)光通信系統(tǒng)的影響;實(shí)驗(yàn)研究了應(yīng)用EDFA測(cè)量布里淵散射閾值的實(shí)驗(yàn)裝置與方法.總之,該論文圍繞光纖通信領(lǐng)域的國(guó)際熱點(diǎn)問(wèn)題,從理論和實(shí)驗(yàn)上研究了高增益、低噪聲、譜平坦的摻鉺光纖放大器的實(shí)現(xiàn),關(guān)于EDFA