EDFA的原理分析及应用探究

互联网信息技术迅猛发展,传统的光电转换技术一定程度上已无法满足现代电信传输的要求。掺铒光纤放大器(EDFA)在泵浦光的作用下可以直接放大光信号,适用于现代光纤通信。该文分析了EDFA的基本原理,探究了EDFA技术的应用及发展趋势。

DWDM系统中级联EDFA光信噪比计算

本文推导出级联EDFA密集波分复用系统光信噪比表达式,并由EDFA噪声指数的定义推导出级联EDFA系统等效噪声指数的表达式,分析了级联EDFA系统输出端OSNRout与等效噪声指数之间的关系,并通过实验对之加以了验证。

基于放大器优化的无中继通信系统研究

【目的】传统无中继通信系统中需要使用分布式拉曼泵浦放大器和遥泵放大器,而分布式拉曼泵浦放大器和遥泵放大器均需要使用高功率泵浦激光源,并且会提高无中继通信系统光学链路复杂度。针对这一问题,文章提出了使用高功率掺铒光纤放大器(EDFA)取代无中继通信系统中的前向分布式拉曼泵浦放大器的无中继通信系统架构。【方法】文章通过VPI仿真平台建模分析比较了所提无中继通信系统架构的传输性能并进行了实时无中继通信传输实验验证。【结果】仿真结果表明,使用高功率泵浦提高信号光入纤功率能够实现传统无中继通信系统中的前向拉曼泵浦放大增益效果,并且更适合配合波分复用(WDM)技术实现更高速率的无中继通信传输。通过实验还证实了采用仅使用EDFA泵浦放大结构的无中继通信系统能够实现500 km跨度距离10 Gbit/s速率下的单通道无中继通信传输,并且在结合WDM技术的情况下,能够实现4×10 Gbit/s速率、500 km光纤链路跨度下的通信传输。【结论】文章所提仅采用EDFA泵浦放大的无中继通信传输系统架构能够极大地简化传统无中继通信系统架构,且能够基于EDFA泵浦放大布置多通道WDM系统从而提升系统通信传输的信号速率,对未来无中继通信系统结构简化以及通信速率提升具有重要的实际意义。

光纤布喇格光栅作为增益均衡器的掺铒光纤EDFA放大器(英文)

采用平均反转率模型分析了带光纤布喇格光栅的增益平坦掺铒光纤放大器 ,其输出增益可由一组耦合超越方程描述 ,而非耦合微分方程 ,同时讨论了用于增益平坦的布喇格光栅的最佳位置设计 作为增益建模和最佳设计实例 ,对于输入功率 0 .5mW位于 1 5 4 5～ 1 5 5 2nm的 8个波长信道 ,得到的输出增益不平坦度小于 0 .0 5dB .

级连L波段EDFA优化的数值模拟与实验

对级连结构的L波段EDFA进行了优化设计。首先用加拿大Optiwave的OptiAmplifier4.0数值模拟了在其他条件确定情况下两级光纤长度比例变化对放大器性能的影响,在优化光纤长度比例的基础上,为了得到更宽的L-EDFA的本征平坦增益谱,进一步优化了前后级泵浦功率。在上述条件下利用42m的铒纤得到实验结果为:ASE谱3dB带宽1566.84-1606.80nm(40nm)。在L波段(1570-1605nm),小信号平均增益约为25dB,增益不平坦度为±1dB,噪声指数约为5dB。

EDFA增益谱的精确测量

本文设计一种精确测量 EDFA增益谱方法 ,按照这种方法 ,不需要考虑 EDFA的内部结构 ,使用较小功率的宽光谱光源和任意波长的激光器 ,能够较简便精确测量

长周期光纤光栅用于EDFA的增益平坦展宽

基于EDFA的能级结构和粒子转换理论 ,分析了EDFA的各种参数和性能 ,并通过实验得到EDFA达到最佳效果时 ,抽运能量不易过大的结论。从理论和实验上研究了长周期光纤光栅用于掺铒光纤放大器自发发射谱增益平坦展宽的特性、自增益谱的荧光峰和可用带宽。实验上利用抽运能量的改变 ,可以控制吸收波长的峰值位置 。

混合RFA/EDFA与EDFA的QoS性能比较

介绍了采用EDFA系统与采用混合RFA/EDFA系统的两种WDM网络,在放大器正常放大、遭受大功率信号攻击、遭受大功率噪声攻击三种环境下进行研究,通过理论分析和仿真试验得出,在系统QoS性能方面,采用混合RFA/EDFA的系统优于只采用EDFA的系统。

高增益低噪声全光增益箝制EDFA

给出了一种新型全光增益平坦动态增益箝制EDFA的结构.通过采用两级放大,在输出端增加光栅和增益均衡滤波器,在获得高增益低噪声、C波段内平坦增益谱和动态增益箝制效果的同时又兼顾了经济性.仿真结果表明,该结构具有良好的增益箝制性能,在增加/移去波长时,剩余波长的增益保持不变.

线性啁啾长周期光纤光栅用作EDFA增益平坦滤波器的理论研究

提出用具有特定折射率调制包络的线性啁啾长周期光纤光栅作为掺铒光纤放大器(EDFA)的增益平坦滤波器.采用龙格库塔迭代法数值求解该类型光栅耦合模方程,就特定的掺铒光纤放大器增益谱,用Nelder-Mead优化算法对光栅结构参量(光栅长度、周期、线性啁啾系数、折射率调制包络的形状等)进行优化,设计出能在C波段35nm带宽范围内对掺铒光纤放大器进行平坦化(增益起伏在±0.5dB之内)的平坦滤波器.

基于EDFA的卫星相干光通信开环补偿技术研究

零差探测是卫星相干光通信的主流探测方式,其主要采用光学锁相环来消除多普勒频移和激光线宽造成的频率偏移的影响。但即使在今天,光锁相环的实现依然有难度,而且存在捕获时间过长等现象。本文将光纤通信中基于数字信号处理的频偏、相偏开环补偿技术应用于卫星相干光通信背景中,实现星间光通信中存在500 MHz量级频偏时的信息解调。同时,结合EDFA和相干探测的特点,利用EDFA对接收光信号进行预先放大,提高了接收机的灵敏度。仿真结果表明当信噪比高于7 d B时,频率估计的标准差小于8 MHz;在添加预先放大器后,当信号光功率高于-57 d Bm时,误码率优于10^(-3)。

基于阶跃长周期光栅级联的EDFA增益平坦

两级联阶跃型长周期光栅已经被研究作为带阻滤波器实现了EDFA的增益平坦。在对这种长周期光栅进行分析后,提出了一种利用三级联或更多级联的长周期光栅来优化光纤传输谱线的新方法。在此基础上,根据长周期光栅耦合模理论,进行了传输谱线的计算与仿真。仿真结果显示,光栅传输图谱可以被塑造成合适的形状来优化传输;同时,通过对级联光栅的两个参数(级联光栅各段的长度以及折射率微扰)的调制,有效谱线可以得到展宽。经过论证得出,这种方法是实现EDFA增益平坦的一条可行的途径,为EDFA在光通信和WDM光纤传感网络系统中应用的优化提供了理论依据。

宽带喇曼/EDFA混合放大器的优化设计

采用改进的模拟退火算法对Raman/EDFA混合放大器的增益谱进行了优化,根据EDFA及Raman的功率传播方程获得了简洁的目标函数·通过对模拟退火算法几个优化环节的改进,使其能够更快速地应用于Raman/EDFA的多峰值问题的优化设计,可以在短时间内获得最优的放大器参量·计算结果表明选择合适的喇曼抽运波长和抽运功率,仅用4个反向抽运的分布式喇曼放大器加C波段的EDFA就可以获得C+L波段约70nm的带宽、开关增益达到15dB、最大增益波动小于1.2dB的平坦增益谱,而且无需额外的平坦滤波器·

光纤中受激拉曼散射对“WDM＋EDFA”系统的影响

本文从理论上推导了“ＷＤＭ＋ＥＤＦＡ”系统中受激拉曼散射（ＳＲＳ）的表达形式，并分析了影响受激拉曼散射的因素，得出“ＷＤＭ＋ＥＤＦＡ”系统中拉曼散射的影响与光纤放大器的配置关系极大的结论。进而给出了几种常用配置下受激拉曼散射限制的传输距离和光纤放大器数目的上限。

EDFA黑盒模型及其虚拟实验验证

首先根据 EDFA两能级放大模型推导出黑盒模型 ;其次 ,采用虚拟实验方法 ,分析了黑盒模型在不同条件下计算的精度 ;最后分别模拟放大系统采用黑盒模型和两能级模型 ,有八个 WDM光信号输入时 ,放大后的光谱图 .结果表明两者十分一致 .

基于EDFA和级联RFA的混合光纤放大器的设计

基于EDFA的理论模型和受激拉曼散射效应的分析理论,利用EDFA和RFA的增益谱互补特性,对拉曼光纤放大器(RFA)采用两根光纤级联方式,研究并设计了EDFA与级联光纤的RFA相结合的混合放大器结构。仿真结果表明:在不使用增益均衡器的条件下,所设计的混合光纤放大器在输出端得到了近似相等的输出光功率,得到了增益平坦度为0.62dB、波长带宽为70nm(1 550~1 620nm)的结果,在密集波分复用光通信系统中有重要的应用价值。

二合一泵浦激光器的C+L波段EDFA实验箱设计

以二合一激光器为泵浦源,软件和硬件相结合,设计了一种包括C波段放大模块、L波段放大模块、液晶面板显示模块和控制模块的C+L波段的EDFA教学实验箱。该实验箱可进行"光纤通信"及"光网络"等课程的综合实验,有助于加深学生对相关理论的理解与掌握,更好地培养学生的创新思维和实践能力。

VDM+EDFA系统中光纤非线性效应影响的研究

系统分析了光纤非线性效应对光纤主干网 WDM+EDFA扩容的影响。在信道间隔相等的条件下 ,得出了光纤非线性响应影响下的阈值功率、信道数、信道间隔和 EDFA级联数等之间的关系。结果表明 ,在信道数和信道间隔不同时 ,FWM、XPM和 SRS分别起不同作用 ;为实现 WDM+EDFA技术 ,每个信道的输入功率必须小于一定值。

以EDFA为光源的光纤Fabry-Perot腔位移传感

提出了一种新颖的光纤位移传感测量方法,采用空芯石英光纤内置单模光纤的方法制作了腔长可随待测目标移动而变化的非本征型光纤法布里-珀罗(FP)腔,利用EDFA光源的宽带光照射FP腔,其形成的多光束干涉谱通过多峰检测法,反算光纤FP腔的绝对腔长,实现对微小位移量的精确测量。根据所设计的方案,搭建了相应的光纤FP腔位移传感系统,实现了11 mm长度范围内1μm位移分辨率、40.4 dB动态范围的位移传感。

相移长周期光栅在EDFA增益平坦中的应用

对相移长周期光栅进行了理论分析,在此基础上,运用传输矩阵法对它的透射光谱进行数值计算,分析了相移量大小、平均折射率变化以及光栅长度等结构参数变化对相移长周期光栅透射谱的影响,并根据这些变化规律适当调节它的结构参数,使其透射光谱与平坦EDFA的目标光谱在一定程度上相符。平坦后的EDFA增益谱在34nm范围内最大波动不超过±0.7dB。根据此方法设计的增益平坦滤波器只包含一个器件,体积小,便于制造和封装,具有很好的市场应用前景。