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光纤放大器的分析与研究

2020-12-13阅读(492)

光纤放大器的分析与研究

论文摘要

随着人们对通信速率和通信容量的急速增长,光纤通信技术得到了长足的发展,波分密集复用技术也得到了广泛应用。光放大器是光纤通信系统中的重要组成部分,因此,其高性能的技术变革也变得迫在眉睫。目前掺铒光纤放大器（EDFA）技术比较成熟,具有较高的增益效率,但其频率带宽不够宽泛等不足之处恰恰是拉曼光放大器（FRA）所拥有的特点。所以,随着科学技术的日新月异地发展,两种光放大器的增益平坦度都进行了很大程度上的改善,甚至出现了在以掺铒放大器结构基础上做些适当改变,组成混合式光纤放大器来做到性能上的取长补短。本文以改善掺铒和拉曼光纤放大器增益平坦性为主要研究对象,进行了工作如下:1.简要概述了光纤通信的基础知识和密集型光波复用技术,通过对这项技术的原理、组成和特点的介绍来引出了光纤放大器。2.论述掺铒光纤放大器的基本原理、结构和特性,讨论了EDFA的放大增益、输出功率、增益带宽、噪声失真等特性。3.论文提出了利用插入光纤滤波器（GFF）方式进行掺铒光放大器的增益平坦性改进方法,采用计算机仿真实验,得出了理想的结论。4.分析了拉曼光放大器的工作原理和自身存在的优点,提出了多泵浦拉曼光放大器的设想。5.利用不同的泵浦数目（最多做到12个）对多泵浦拉曼光放大器增益平坦性进行了仿真实验。验证泵浦数目与增益平坦性的关系。6.根据当前实用光纤放大器存在的问题,论文提出采用混合式（FRA-EDFA）光纤放大器的概念,并进行了理论分析和实用的可能性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的来源和研究的意义
  • 1.2 光纤通信的基础知识
  • 1.3 光纤通信系统的基本组成
  • 1.4 本人的研究工作内容和研究成果
  • 1.5 本文的结构和内容
  • 第二章 DWDM 系统的介绍
  • 2.1 DWDM 系统的概念
  • 2.2 DWDM 系统的原理
  • 2.3 DWDM 系统的组成
  • 2.3.1 光放大器
  • 2.3.2 DWDM 终端机
  • 2.3.3 光交叉连接（OpticalCross-Connect,OXC）
  • 2.4 DWDM 系统的特点
  • 2.5 掺铒放大器在DWDM 系统的应用
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 掺铒光纤放大器的理论基础和应用研究
  • 3.1 研究掺铒光纤放大器（EDFA）的意义
  • 3.2 铒光纤放大器的基本原理
  • 3.2.1 EDFA 的原理
  • 3.2.2 EDFA 级联应用的增益计算
  • 3.3 掺铒光纤放大器的特点和应用
  • 3.3.1 EDFA 的增益特性
  • 3.3.2 EDFA 的输出功率特性
  • 3.3.3 EDFA 增益与输入、输出功率的关系
  • 3.3.4 EDFA 的增益带宽特性
  • 3.3.5 EDFA 的噪声特性
  • 3.3.6 EDFA 的失真特性
  • 3.3.7 EDFA 噪声系数对光传输系统的影响
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 掺铒光纤放大器增益平坦性的改进
  • 4.1 改进平坦性的重要性
  • 4.2 优化设计自身增益平坦的EDFA
  • 4.3 引入增益平坦滤波器提高增益平坦性
  • 4.3.1 静态增益平坦技术
  • 4.3.2 动态增益均衡器（Dynamic Gain Equalizer,DGE）
  • 4.4 光放大器增益平坦滤波器GFF 的谱形确定方法
  • 4.4.1 谱形确定的基本原理
  • 4.4.2 谱形确定的基本步骤
  • 4.4.3 平坦滤波器（GFF）具体实施
  • 4.5 EDFA 增益平坦化方案优缺点比较分析
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 多泵浦拉曼光纤放大器的原理及仿真
  • 5.1 拉曼光纤放大器的基本原理
  • 5.1.1 受激拉曼散射
  • 5.1.2 拉曼光纤放大器的基本原理和结构
  • 5.1.3 拉曼放大器的优缺点
  • 5.2 多泵浦拉曼光纤放大器的原理
  • 5.2.1 多泵浦拉曼光纤放大器的理论模型
  • 5.3 影响多泵浦拉曼光纤放大器增益平坦性的因素
  • 5.3.1 泵浦方式
  • 5.3.2 泵浦波长
  • 5.3.3 光纤的性质
  • 5.4 多泵浦拉曼光纤放大器增益平坦性仿真
  • 5.4.1 几种光谱源拉曼增益比较结果
  • 5.4.2 多泵浦拉曼光纤放大器平坦度的计算机仿真
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 混合（FRA-EDFA）光纤放大器的研究
  • 6.1 混合光纤放大器的工作原理
  • 6.1.1 FRA 的理论基础
  • 6.1.2 EDFA 的理论基础
  • 6.2 混合光纤放大器的设计要素
  • 6.2.1 混合放大器泵浦波长的设计
  • 6.2.2 混合放大器中EDFA 增益谱的调节
  • 6.2.3 光纤类型的选择
  • 6.2.4 偏振问题的考虑
  • 6.2.5 系通噪声的分析
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 全文总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文

    • 相关论文文献

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