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通信系统中光纤激光器及光纤放大器的研究

光纤通信迅猛发展,一方面,点到点传输系统迅速提高,波分复用(WDM)系统向着超大容量超长距离发展;另一方面WDM不断的与其它扩容技术(OTDM,OCDMA)结合,向光传送联网方向发展。为了满足光通信系统的发展要求,光源技术、光放大技术、网络节点技术及光纤传输技术等飞速发展,各种新型光器件不断涌现。结合当前光通信系统的发展方向及研究热点,论文的研究内容主要包括:1.主动锁模光纤环形腔激光器的研究从理论分析、数值模拟和实验等方面,详细地研究了主动锁模光纤环形腔激光器。首先阐述了主动锁模激光器的基本原理。结合实验条件,忽略非线性效应,数值模拟了主动锁模光纤环形腔激光器的输出脉冲特性。腔内剩余色散、光滤波器带宽和腔内损耗的参数对输出脉冲的脉宽和啁啾有很大影响。在国内首次采用光纤Bragg光栅作为波长选择元件来代替传统滤波器,实现波长可调谐主动锁模光纤激光器。光纤光栅代替宽带可调谐滤波器不仅可大大减小腔内的损耗,而且可降低整个锁模光纤激光  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

南开大学
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光纤激光器及其在WDM通信系统中的应用研究

光纤通信为迅速发展的信息业提供了一种上乘的信息传输技术,并且已经成为国家信息基础设施建设的重要组成部分。为了满足超高速、超大容量光纤通信的要求,人们不断研制出新的通信模式。其中,波分复用(WDM)通信技术具有可重构性、透明性、兼容性和生存性等优点,成为光纤通信领域的研究热点和前沿。WDM通信技术的发展对光纤器件提出了新的要求,各种新型光纤无源器件和有源器件不断涌现出来。在光纤有源器件中,光纤激光器,尤其是基于光纤光栅的光纤激光器,以其与常规光纤自然的兼容性和良好的温度稳定性等优点为世人所关注,成为半导体激光器有力的竞争对手。本论文以光纤激光器为主要研究对象,进行的研究工作如下:1. Fabry-Perot腔光纤激光器的实验研究(1)对高浓度掺铒光纤DBR双波长激光器进行了实验研究。通过充分利用剩余泵浦功率使两路激光的输出功率分别提高了6dB和0.62dB;对输出激光的自调Q现象进行了理论分析。(2)合作制成了Er3+/Yb3+共...  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

级联掺磷拉曼光纤激光器的理论研究

随着全球通信业务快速增长,人们对新一代光纤通信系统的容量提出了越来越高的要求,从而也相应地对现代光通信系统核心部件之一的光放大器提出了更大的挑战。目前,拉曼光纤放大器是最具有潜力和发展前景的光放大器之一,然而首要问题是寻找拉曼光纤放大器合适的泵浦源。拉曼光纤激光器因其具有高功率输出及激射波长灵活可调等特性,成为光通信系统中理想的泵浦源。拉曼光纤激光器是基于受激拉曼散射效应的光纤激光器,只要具备合适的泵浦源,就能够在很大波长范围内获得激光输出。本文在级联拉曼光纤激光器理论模型的基础上,对二级级联掺磷拉曼光纤激光器中表征受激拉曼散射效应的非线性耦合方程组进行分析和求解,并与数值方法以及实验结果进行了比较。本文主要研究内容如下:首先,阐述了受激拉曼散射的基本原理,建立了级联拉曼光纤激光器的理论模型,得到了表征受激拉曼散射效应的非线性耦合方程组及其边界条件。其次,利用线性模型求出了二级级联掺磷拉曼光纤激光器各级光输出功率的显式近似解析解...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

南开大学
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增益控制及超宽带EDFA的研究

掺铒光纤放大器的出现是光纤通信发展史中重要的里程碑,EDFA使用全光中继来代替了光-电-光中继,极大地降低了系统的成本和延长了信号传输的距离,同时还推动了WDM/DWDM通信系统的整体发展。WDM/DWDM通信系统的发展又需要EDFA具有更大的带宽、优良的增益和噪声特性和增益控制等功能。基于上面的情况,并结合天津市重点基金项目——智能光纤放大器光源的研究、天津市重点基金项目——(C+L)超宽带掺杂光纤放大器和南开-达尔泰(天津)项目——开发增益平坦的掺铒光纤放大器等课题,论文主要围绕新型增益控制EDFA、增益控制用光源、多波长激光器及可调光衰减器、EDFA性能优化和超宽带EDFA等方面进行了理论和实验研究。主要工作如下:1.首次提出了基于双折射光纤环镜优化L-band EDFA噪声性能的方案。利用双折射环镜的梳状反射特性抑制双通EDFA的ASE,从而使放大器的噪声性能得到了明显改善。基于双折射光纤环镜的L-band EDFA比用...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

光纤环形激光器及光子晶体光纤在有源器件中的应用

本论文的工作分为两个部分,前一部分研究了双泵浦主动锁模光纤激光器的研制,利用Sagnac干涉环对脉冲的压缩以及Sagnac干涉环多波长光纤激光器的研制。后一部分讨论了光子晶体光纤在有源器件中的应用。光子晶体光纤是二氧化硅-空气微结构光纤。由于它在色散与非线性诸多方面具有普通单模光纤没有的特性,它能在一个较宽的频带内保持单模特性,它的零色散点可以在800nm~1600nm之间变化,它的纤芯可以比较小而产生较大的非线性,γ值在850nm处可达到240W~(-1).km~(-1)。故从1996年第一根光子晶体光纤出现就引起人们广泛的兴趣。但由于其单价目前还比较昂贵,损耗也比单模光纤大,要在近期利用光子晶体光纤代替常规单模光纤进行长距离传输是不可能的。但利用它做成有源器件,在光通信中,特别是波分复用系统中使用是很有前途的,如宽带色散补偿、光脉冲压缩、波长变换、超连续谱产生和光放大等。本论文在深入研究光子晶体光纤特性基础上,对光子晶体光纤...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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锁模光纤激光器输出特性及其混沌化研究

利用光孤子进行光纤通信,具有传输速率高、中继距离长、建设维护成本低等优点,因此被公认为是最有发展前途的新一代光纤通信系统。本论文主要研究的就是产生光孤子的理想光源——锁模光纤激光器,主要研究了锁模光纤激光器输出光脉冲的特性以及锁模光纤激光器的混沌化两方面问题。首先,深入分析了锁模光纤激光器的工作机理,分别建立起基于可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器、基于非线性偏振旋转技术的被动锁模光纤激光器和采用铌酸锂调制器等主动锁模器件的主动锁模光纤激光器的数学模型,并在MATLAB平台上利用分步傅立叶法和分步有限差分法对上述锁模光纤激光器系统进行了仿真。其次,利用短时傅立叶变换、Wigner-Ville分布和连续小波变换实现了对自相似子的啁啾提取,并对比分析了这几种时频分析方法在此应用中的优劣。再次,对被动锁模掺镱光纤激光器输出的光孤子、自相似子和束缚态自相似子对的特性进行了仿真分析。最后,分别针对被动和主动锁模光纤激光器系统,研究了使其进入...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>