拉曼光纤放大器的设计与制造工艺

论文摘要

随着全球网络化和多媒体技术的发展,各种数据与信息量暴增使得人们需要更快的网速和多元化的沟通模式,这就对承担着数据传输任务的通信系统提出了更高的技术要求,光纤通信网的重要性日益凸显。本文通过对光网络中的DWDM系统的技术瓶颈进行分析,并对目前几种常用的光放大器如掺铒光纤放大器、拉曼放大器和半导体放大器进行性能比较,确立了研制拉曼光纤放大器必要性。文中简述了拉曼放大器的原理,从受激拉曼散射效应入手展开论述,研究拉曼放大器的增益和频谱特性。并设计了一种在密集波分复用系统中具有实用价值的反向4泵浦高性能拉曼光纤放大器,实现对超宽范围的1509nm-1626nm信号光进行放大,增益在6-12dB范围内可调,且C波段增益平坦度小于1,有效噪声系数小于OdB,并预留L波段泵浦接口,便于系统扩容。根据拉曼光纤放大器的基本设计理念,对样机的内部光路结构进行设计,按照增益和平坦度等关键指标的要求来计算泵浦功率,然后挑选合适的光器件进行样机制作,同时对制造流程进行整合与优化,对关键工序进行总结,最后对样机成品进行性能验证和参数测试,记录翔实的测试数据,分析制造和测试过程中遇到的问题及其解决方法。最后对整个课题进行归纳和总结,并分析不足,展望拉曼光纤放大器技术的发展趋势。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 全球通信系统概况
• 1.2 光纤通信系统的构成
• 1.2.1 传统的光纤通信系统
• 1.2.2 波分复用系统
• 1.3 目前的放大器研究现状
• 1.3.1 EDFA
• 1.3.2 SOA
• 1.3.3 FRA
• 1.4 本文的研究内容
• 2 拉曼放大器原理与设计
• 2.1 拉曼散射效应
• 2.2 拉曼放大器原理
• 2.3 拉曼放大器的设计
• 2.3.1 拉曼放大器的结构
• 2.3.2 拉曼放大器的泵浦选择
• 2.3.3 样机的光路结构
• 3 样机的制作工艺
• 3.1 样机的制作和工艺要点
• 3.2 光路制作关键工艺
• 3.2.1 光纤熔接
• 3.2.2 泵浦参数与串光控制
• 3.2.3 无源器件的选择识别
• 3.2.4 跳线尾纤的固定
• 3.2.5 模块内部盘纤及器件摆放注意事项
• 3.2.6 泵浦熔接注意事项与偏振测试
• 3.3 样机的电路调试
• 4 拉曼光纤放大器的样机测试
• 4.1 常温光指标测试
• 4.1.1 注意事项
• 4.1.2 常温光路指标测试步骤
• 4.2 样机整机光指标复测
• 4.2.1 整机高低温在线测试
• 4.2.2 样机常温整机光指标复测
• 4.2.3 增益测试
• 4.2.4 支路损耗测试
• 4.2.5 排线通讯测试
• 4.3 样机测试参数汇总表
• 4.4 样机测试过程中出现的问题及解决方法
• 4.5 拉曼放大器系统实验
• 5 结论
• 附录1
• 附录2
• 致谢
• 参考文献