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光纤放大器中一些问题的研究

近年来光纤放大器向大功率、大增益带宽以及低噪声方向发展,以满足密集波分复用系统、光纤CATV系统、空间光通信系统的应用。超大功率、超宽带、参数优化、低噪声越来越成为光纤放大器追求的目标和国内外关注的焦点,是当今光纤放大器发展的几个热点问题。本文大胆尝试对这些热点,也是难点和关键问题作一些探索。本文从理论上和实验上对掺铒光纤放大器进行了研究。主要从理论上研究了高功率双包层光纤放大器、双包层光纤拉曼激光器泵浦的拉曼光纤放大器。研究了空间光通信系统的几个关键问题,重点研究高功率光纤放大器在发射系统的应用以及低噪声光纤放大器在接收系统中的应用。本论文主要包括五个部分。首先,用速率方程和光功率传播方程导出掺铒光纤放大器理论模型。对C波段的掺铒光纤放大器(EDFA)进行了980nm泵浦和1480nm泵浦两组实验,光谱仪测得1500~1600nm波长范围的输出功率谱与模型计算得到的功率谱相吻合。分析了掺铒光纤放大器的噪声特性。第二,研究了掺铒  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

光脉冲在光纤喇曼放大器中传输特性的研究

作为下一代光放大器的理想选择,研究光纤喇曼放大器有重大意义。当前,对宽带连续信号的光纤喇曼放大器的研究已经比较成熟,脉冲型信号的光纤喇曼放大器研究也正在进行中。本论文正是基于此,做了关于光纤喇曼放大器的相关研究,研究较为系统,重点放在了脉冲信号光纤喇曼放大器的研究,也着重做了与此相关的一些实验。论文的主要内容如下:1.回顾光通信和光纤放大器的发展和现状,着重讨论了光纤喇曼放大器的发展和趋势;2.研究光纤喇曼放大器的基本原理、性能指标、分类结构、连续信号和脉冲信号在光纤喇曼放大器中的理论模型,并且针对喇曼阈值进行了讨论;3.对连续信号光纤喇曼放大器进行了仿真计算研究,提出了求解常微分方程组两点边值问题的方法,探讨光纤喇曼放大器各个参量的影响,并结合起来对光子晶体光纤做增益介质的可行性进行了研究,采用了单信道和多信道模型;4.针对脉冲光在光纤中传输的模型对光纤中脉冲展宽,非线性效应及其互作用进行了仿真研究,同时,将这些脉冲现象引入光...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

分布式光纤拉曼放大器的理论和实验研究

光纤传输几乎是目前大容量长距离传输系统所使用的唯一技术方式。而DWDM的技术则使光纤的传输容量得到了进一步的发掘。光纤放大器是支撑DWDM技术的一个支柱,尤其是掺铒光纤放大器(EDFA)。当光纤网络进一步向高速、宽带、长距离发展的时候,EDFA因为波段固定而且波段宽度受限制,已无法满足光纤网络的发展,而拉曼放大器(FRA)因为其灵活的增益波段和100nm的增益带宽,能满足下一代光纤网络的需求。刚刚步入21世纪,拉曼放大器即成为一个热门研究领域。本文针对在宽带、长距离方面的应用,对分布式光纤拉曼放大器的理论和实验都作了研究,内容如下:首先在绪论中介绍了光纤传输技术以及光纤放大器的演变过程和现状,分析了光纤拉曼放大器相对掺铒光纤放大器的优点。介绍了光纤拉曼放大器的发展历史和现状,特别对于拉曼光纤、泵浦光源、泵浦合波器等关键器件的现状作了综述。第二,分析了拉曼放大器的散射方程,比较了求解散射方程的各种方法;分析了拉曼散射方程的边界问题...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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1054nm阵列式光放大器的设计与制作

由于实际应用的光通信系统主要采用1550nm和1310nm的光传送信号,因而工作于这两个波长附近的光放大器受到人们的广泛关注和大量研究。由于波长的特殊性,工作在1054nm的光放大器被研究得相对较少。由于潜在的军事应用,国外的很多科研机构都对这类器件进行了大量的研究。而国内在该领域研究的相对较少,目前还处于起步阶段,研究水平与国外相比还有很大差距。本文主要探讨了在1054nm处实现光放大的阵列式光波导放大器的设计方案与光波导制作工艺,设计并成功制作了阵列式掺镱光纤放大器。主要完成了如下工作:1)详细总结了国内外的研究进展,设计了阵列式光波导放大器的实现方案,并分别对泵浦方式和光纤-波导的耦合问题进行了讨论。2)对平板波导制作工艺进行了详细的研究:通过大量实验研究了用混合融盐离子交换法在掺钕磷酸盐玻璃上制作光波导的工艺。运用离子交换原理分析了实验失败的原因,并成功探索出在这种材料上制作光波导的离子交换工艺,得到了制作单模波导和2到...  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

大功率光纤激光器受激拉曼散射研究

随着单链路连续宽谱光纤激光器输出功率的不断提升,受激拉曼散射效应(SRS)成为限制其功率提升的主要因素。本文以大功率光纤激光器中的SRS效应为研究对象,以提高光纤激光器的输出功率为目标,开展了三个层面的研究。首先为了抑制大功率掺镱光纤激光器中的SRS效应,对其演变情况、影响因素及抑制方式进行了系统研究;其次提出前向拉曼兼容光纤激光器设计方案,通过有效抑制后向拉曼散射,在掺镱光纤激光器中同时利用拉曼增益,实现高功率激光输出;最后研究如何单独利用光纤中的拉曼增益实现高功率、高效率及高亮度的激光输出。论文主要内容如下:1.对大功率连续掺镱光纤激光器中的SRS效应开展了系统研究。首先,采用小信号增益法和解调法分别对传能被动光纤和掺镱主动光纤的拉曼增益谱进行了实验测量,为不同种类光纤拉曼增益系数的测量提供了可行方案,也为激光器中光纤的选型和数值模拟中参数的取值提供了依据。其次,基于掺镱光纤激光器的稳态速率方程组及光纤中SRS效应的耦合方程...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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光纤拉曼放大器优化算法与软件设计

随着计算机网络及数据传输服务的飞速发展,长距离光纤传输系统对通信容量的需求日益膨胀。密集波分复用(DWDM )技术和光放大器的产生是光纤通信领域的两大里程碑。系统传输能力的进一步提升需要提高C+L波段的利用效率或是利用掺铒光纤放大器(EDFA)工作窗口以外的波段。光纤拉曼放大器(Fiber Raman Amplifier,简称FRA)是一种利用受激拉曼散射(SRS)效应,以传输光纤作为增益介质的全光放大器,可以满足以上要求。FRA利用高强度的泵浦光与信号光在光纤中的非线性相互作用实现信号光的直接放大,但由于光纤的拉曼增益系数谱很不平坦,所以单个泵浦光源对不同波长信号光的增益就存在很大的差别,因此,必须对泵浦光的波长和功率进行优化,使信号光得到均匀放大。主要研究内容和研究结果如下:(1)在广泛查阅国内外文献的基础上,对目前各种光放大器作综合比较,重点介绍光纤拉曼放大器的特点、应用和发展,以及国内外的研究动态,提出了本课题研究的现实...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>