拉曼光纤放大器及多波长拉曼光纤激光器的研究

论文题目: 拉曼光纤放大器及多波长拉曼光纤激光器的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理电子学

作者: 王著元

导师: 崔一平

关键词: 拉曼光纤放大器,拉曼光纤激光器,受激拉曼散射,多波长光纤激光器,取样光栅

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文基于光纤中受激拉曼散射现象的基本原理,围绕拉曼光纤放大器和多波长拉曼光纤激光器展开研究。提出了基于平均功率分析法的矩阵迭代法,并利用该算法对拉曼光纤放大器进行了仿真。从泵浦源的选择、不同类型增益光纤的影响、噪声随温度的变化情况等几方面对分布式拉曼光纤放大器进行了实验研究。制备了满足WDM系统实际应用要求的分布式拉曼光纤放大器样机,并进行了相关性能参数的测试。传输距离为60公里时,该样机平均开关增益在17.89dB,平均等效噪声指数为-2.6dB,增益平坦度为1.57dB,放大带宽为80nm,平均偏振依赖增益为0.17dB。提出了一种将C波段和L波段的泵浦光沿光纤反向传输的分布式拉曼光纤放大器的结构,减小了泵浦光之间由于拉曼相互作用引起的噪声。首次提出了一种新型结构的宽带分立式拉曼放大器——宽带双程分立式拉曼光纤放大器,并对其增益、噪声、偏振依赖增益等特性进行了理论及实验研究。结果表明,该新型结构的拉曼光纤放大器极大地提高了增益效率,并抑制了ASE噪声。首次提出了基于取样光纤光栅的新型多波长拉曼光纤激光器。对取样光栅的特性进行了分析并实际刻写了满足要求的取样光栅。在此基础上,利用该种光栅和拉曼光纤放大器实现了波长间隔分别为100GHz、50GHz以及25GHz的多波长激光输出,满足ITU标准,并具有较好的室温稳定性。此外,对基于可调光纤F-P干涉仪的多波长可调谐拉曼光纤激光器也进行了实验研究,获得了在1530～1610nm的波长范围内可连续调谐的双波长激光输出。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 光纤通信系统的发展概况

1.1.1 波分复用技术

1.1.2 基于波分复用的全光网

1.2 WDM光通信网络的关键技术

1.2.1 光纤传输技术

1.2.2 光源技术

1.2.3 光放大技术

1.3 本文工作介绍

第二章 WDM光通信系统中的拉曼放大技术

2.1 拉曼光纤放大器（RFA）概述

2.1.1 RFA的发展历史和现状

2.1.2 RFA的结构及特点

2.1.3 RFA在WDM系统中的应用

2.2 拉曼光纤放大器的理论基础

2.2.1 受激拉曼散射（SRS）

2.2.2 光纤中SRS的特点

2.2.3 RFA的物理过程的数学描述

2.2.4 RFA的特性

2.3 小结

第三章分布式拉曼光纤放大器的研究

3.1 多波长泵浦RFA的仿真分析

3.2 宽带分布式RFA的实验研究

3.2.1 泵浦源的选择

3.2.2 采用不同增益光纤类型的比较

3.2.3 分布式拉曼放大器的噪声随温度的变化

3.3 C波段与L波段泵浦沿光纤反向传输的RFA的实验研究

3.3.1 实验装置

3.3.2 结果及分析

3.4 宽带分布式RFA的样机研制

3.4.1 系统设计

3.4.2 样机性能指标的测试

3.4.3 10Gbit/s系统传输实验

3.5 小结

第四章双程分立式拉曼光纤放大器的研究

4.1 双程分立式RFA的结构

4.2 双程分立式RFA的仿真分析

4.3 双程分立式RFA的实验研究

4.3.1 实验装置

4.3.2 结果及分析

4.4 小结

第五章多波长拉曼光纤激光器的研究

5.1 多波长光纤激光器概述

5.1.1 多波长光纤激光器的发展概况

5.1.2 多波长拉曼光纤激光器的现状及研究意义

5.2 基于取样光纤光栅的多波长拉曼光纤激光器

5.2.1 取样光纤光栅的设计与特性研究

5.2.2 基于取样光纤光栅的多波长拉曼光纤激光器的实验研究

5.3 基于光纤F-P滤波器的多波长可调谐拉曼光纤激光器

5.3.1 光纤F-P滤波器的基本原理

5.3.2 法布里—珀罗腔用来调谐滤波的原理

5.3.3 基于光纤F-P滤波器的多波长可调谐拉曼光纤激光器的实验研究

5.4 小结

第六章总结

参考文献

作者在攻读博士学位期间发表的研究论文

作者在攻读博士学位期间申请及授权的专利

致谢

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发布时间: 2007-06-11

参考文献

[1].窄线宽光纤放大器的理论和实验研究[D]. 冷进勇.国防科学技术大学2011
[2].偏振模色散与光纤拉曼放大器研究[D]. 王海晏.西安电子科技大学2009

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