拉曼光纖放大器中的群速度色散研究.pdf

1、拉曼光纖放大器(FRA)是一種以光纖為放大介質(zhì)的全波段放大器，具有增益高、輸出功率大、響應(yīng)速度快、可降低非線性影響、噪聲特性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，它作為一種在線放大器隨著密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的廣泛應(yīng)用而日益受到人們的關(guān)注。但是，隨著高速通信系統(tǒng)的發(fā)展，F(xiàn)RA中的色散成了限制系統(tǒng)性能的重要因素，因此，色散對FRA性能的影響以及對它的補(bǔ)償正逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)。 本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式研究了FRA中的群速度色散效應(yīng)

2、并對它進(jìn)行了色散補(bǔ)償。開始先利用分步傅里葉算法數(shù)值求解非線性薛定諤方程組，模擬出連續(xù)波(CW)和有限脈寬脈沖這兩種不同泵浦方式下信號光在FRA中的傳輸情況，分析了群速度色散引起的脈沖展寬和走離效應(yīng)對FRA的最大作用距離及信號光幅度的影響，并討論了泵浦光的脈寬對FRA的作用。結(jié)果表明：CW泵浦的情況下，影響FRA的最大作用距離和信號光幅度的主要因素是脈沖展寬，其展寬程度由信號光色散參量決定，而對于有限脈寬脈沖泵浦的情形，影響它的則是走離和

3、脈沖展寬，當(dāng)走離量較大時(shí)，走離效應(yīng)對FRA的影響比脈沖展寬更明顯，并且泵浦脈寬越小越易受到它的限制。 為了對FRA產(chǎn)生的色散進(jìn)行補(bǔ)償，本文采用啁啾光纖光柵補(bǔ)償法。首先，采用傳輸矩陣法求解線性啁啾光纖光柵的耦合模方程組，模擬出它的反射譜、時(shí)延曲線和色散曲線，進(jìn)而分析得到光柵長度、啁啾系數(shù)和耦合系數(shù)等主要參量對這些特性的影響。研究表明：線性啁啾光纖光柵的反射譜形狀、時(shí)延大小和色散特性由光柵長度和啁啾系數(shù)決定，跟耦合系數(shù)關(guān)系不大，而反