Semi-Empirical, Multi-Wavelength Raman Gain Engineering Algorithm with Pump Interaction Compensation Technique

We propose a simple algorithm for the precise engineering of multi-channel gain profile of Raman amplifier. By employing a linear approximation in the pump interaction calculation, together with a semi-empirical pump power correction using the simplistic output signal spectrum measurement, excellent gain engineering capability has been demonstrated for various target gain profiles, within +/- 0.4dB of error.

多泵浦喇曼放大器简化模型设计及泵浦优化

对多泵浦光纤喇曼放大器 (FRA)功率传输方程进行了合理简化 ,得到密集波分复用系统 (DWDM)信号合成喇曼增益的数学模型 ,分析了受激喇曼散射 (SRS)对信号喇曼增益的影响。并在该简化模型基础上介绍了一种对泵浦波长分布和输入功率进行优化计算的方法 ,实现了超宽带平坦的喇曼增益谱 ,为多泵浦FRA在DWDM系统中的应用提供了有价值的参考。

光纤喇曼增益系数的简捷测量

基于小信号开关增益原理 ,采用抽运光 探测波法 ,利用SLD(超辐射激光二极管 )作为宽带小信号探测光源 ,快速测量出了标准单模光纤 (G .6 5 2 )的频移为 0 .5～ 2 0THz内的喇曼增益系数 ,测量结果和文献中已有的值基本吻合 ,所测得的光纤喇曼增益系数可用于光纤喇曼放大器的理论和实验研究 。

前、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性分析

为了研究前向、后向多抽运光纤喇曼放大器的增益特性,在受激喇曼散射功率耦合方程组的基础上,采用龙格-库塔法结合打靶法分别计算了前、后向抽运功率、信号功率沿光纤的演化过程,并给出了抽运功率和信号功率的计算结果。结果表明,前向抽运系统中信号开始被放大,在最大处开始快速减小。低频抽运光的功率开始被放大的原因是由于抽运光之间的非线性相互作用引起的。后向抽运时信号开始被缓慢减小,然后在距离光纤末端处快速增加。这为以后喇曼光纤放大器的设计提供了重要的参考。

LiIO_3晶体的受激拉曼散射

采用腔外单次通过方式,测量了LiIO3晶体在532 nm皮秒脉冲下的受激拉曼散射。实验中观察到3级斯托克斯线(556.07,582.30,611.76 nm)和1级反斯托克斯线(509.57 nm),由此可计算出其频率间隔为820 cm-1。测量了LiIO3晶体各级拉曼散射谱线的阈值和增益系数,受激拉曼散射的整体转换效率达到56%。基于LiIO3晶体实现了皮秒外腔式拉曼激光器的运转,双波长输出总转换效率为27%,最大输出能量1.4 mJ。

光纤拉曼放大器的最大拉曼增益特性

为了分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益,基于耦合微分方程,采用理论推导的方法,根据不同抽运结构下信号光放大的不同实际情况定义并推导出同向抽运光纤拉曼放大器和反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益公式。然后,详细分析了各个参数对两种抽运方式下光纤拉曼放大器的最大拉曼增益的影响。对两种抽运方式下相同参数引起的最大拉曼增益进行了比较。结果表明,同样的参数对同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器最大拉曼增益的影响有相同的地方,也有不同的地方。最后,将最大拉曼增益和常用的开关增益进行了比较。对光纤拉曼放大器的实验、成本估计和器件效率等研究有重要参考意义。

同向与反向抽运光纤拉曼放大器的增益比较

为分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器(FRA)的增益特性,基于已有的耦合微分方程,采用反向抽运中打靶法和龙格库塔法相结合的算法,得到相应结果;详细分析了所有参量对增益的影响,对两种抽运方式在小信号和大信号时分别进行比较,指出小信号时,同向和反向抽运FRA的增益相差不大;大信号时,同向抽运FRA的增益要高于反向抽运的,并且比反向抽运更难以达到增益饱和。

同向泵浦喇曼光纤放大器的增益特性

为分析同向泵浦喇曼光纤放大器中各参量对增益的影响,根据同向耦合波方程导出了放大器输出端信号光的解析解,并给出了放大器增益的表达式.在参量取典型值的条件下,分析了光纤长度、初始信号光功率、初始泵浦光功率、光纤有效面积、拉曼增益系数等参量对放大器增益的影响,所得部分结果与文献的实验结果一致.根据各个参量对放大器增益的不同影响,可以优化放大器的增益特性,从而提高放大器的增益,进而提高其放大性能.

分布式光纤喇曼放大器实验研究

为了对后向抽运分布式宽带光纤喇曼放大器的特性进行实验研究,采用多波长1426nm,1440nm,1460nm,1475nm和1495nm的半导体激光器作为抽运源,实现了C+L波段近80nm带宽的信号光放大,获得了比较好的平坦增益、偏振相关增益,系统平均开关增益为10.7dB,增益平坦度为1.5dB,最大噪声指数为-1.96dB,偏振相关增益小于0.4dB。结果表明,光纤喇曼放大器的抽运源波长、功率选择比较合理,系统所有技术指标均满足光纤通信使用要求。这一结果将对通信产业化发展有着重要的指导作用。

多泵浦光纤喇曼放大器的模拟分析(英文)

通过使用综合理论模型对不同配置条件下的多泵浦分布式光纤喇曼放大器的增益谱进行了数值模拟研究 ,该理论模型包含了瑞利散射、放大自发辐射和不同交互效应 ,包括泵浦与泵浦、泵浦与信号和信号与信号之间的交互与能量转移 模拟研究了泵浦源功率、泵浦源波长间隔及光纤损耗对喇曼增益谱的影响 ,结果表明设计多泵浦光纤喇曼放大器需要对泵浦源功率、泵浦源波长间隔光纤损耗谱进行综合考虑 ,需对泵浦源功率、泵浦源波长间隔进行合理配置 在本文的泵浦源波长设定条件下 ,考虑实际光纤的损耗谱特性 ,为了获得大的增益带宽和小的增益不平坦度 ,短波长泵浦源和最长波长的泵浦源需要更高的泵浦功率 。

反向抽运光纤喇曼放大器增益特性分析

将打靶法和龙格库塔法两种数值计算方法相结合,对反向抽运光纤喇曼放大器中信号光和抽运光相互作用的耦合微分方程进行数值求解.在分别选取不同参量且取不同值的条件下,详细分析了光纤长度、初始信号光功率、初始抽运光功率、光纤有效面积、喇曼增益系数及光纤对信号光与抽运光的损耗等参量对增益的影响,最后提出了有效提高增益的方法.

正向抽运喇曼光纤放大器开关增益数值计算研究

采用数值计算的方法 ,对影响正向抽运喇曼光纤放大器 (RFA)开关增益的几个因素———喇曼增益系数、抽运光功率、光纤长度、光纤损耗、有效纤芯面积等参数与正向抽运喇曼光纤放大器开关增益的关系进行了分析研究 ,并把数值分析的结果和小信号的解析结果进行了比较 。

多波长泵浦拉曼光纤放大器增益最大化研究

应用遗传算法,对多波长泵浦的拉曼光纤放大器的增益最大化进行了研究.结果表明,当传输信号的波长、功率和信道数给定时,该算法能够给出增益接近最佳时的泵浦光的波长和泵浦能量的取值.对不同类型光纤的计算显示,单波长泵浦能获得较大增益的光纤,在多波长泵浦时不一定能获得较大增益.这为多波长泵浦的光纤拉曼放大器的设计提供了参考.

多泵浦光纤拉曼放大器增益平坦性研究

针对掺铒光纤放大器的增益竞争特性,在Rsoft公司提供的仿真平台上搭建了长距离分布式多泵浦光纤拉曼放大器实验模型。在分析泵浦光与泵浦光、泵浦光与信号光的拉曼相互作用的基础上,仿真过程中还充分考虑瑞利散射、自发散射以及信号光传输过程中非线性的影响,分别对它的前向与后向泵浦功率分配、泵浦间隔分布、等间隔泵浦功率分配进行了优化,并在国家建议标准中的8信道带宽内得到了增益波动最小的配置规律。

基于粒子群优化算法的双向多泵浦光纤拉曼放大器增益研究

基于石英光纤作为增益介质,采用龙格-库塔法、打靶法求解多波长双向泵浦光纤拉曼放大器的功率耦合波方程,得到拉曼放大器的增益带宽,平均增益,增益平坦度以及泵浦光和信号光沿光纤的分布。再通过粒子群优化算法对同一数量泵浦光不同排列双向系统进行逐个优化分析,在14种双向泵浦结构中选出性能较优的三种结构,再对它们优化参数设置,最终得到性能最优的双向泵浦结构BBFF。研究结果表明:在仅有四个泵浦光的情况下,双向多泵浦结构BBFF具有最优的平均增益和增益平坦度,并且得到了开关增益为23.1665 dB,增益平坦度为0.794 dB的双向泵浦结构。

双折射光纤中斯托克斯波的增益谱

根据激光脉冲在双折射光纤中传输时的混合模方程,考虑拉曼效应后,得出在受激拉曼散射和参量放大共同作用下的增益.数值模拟了当输入泵浦波沿两双折射轴45°附近区域传输时,在不同色散区斯托克斯增益谱随输入功率及群速度失配等相关参数的变化关系;结果表明斯托克斯增益谱在不同色散区表现出明显不同的特性,当满足一定条件下,可利用混合模双折射光纤中传输的泵浦波分解出的脉冲序列来分离和提取T频脉冲.

多抽运宽带喇曼放大器模拟算法的研究

基于龙格-库塔-芬尔格(Runge-Kutta-Fehlberg)方法,提出了一种求解多抽运宽带喇曼放大器耦合方程的自适应步长算法。该算法根据每步计算中局部截断误差和精度的要求,合理调整步长大小。仿真结果表明,与其它算法相比,自适应步长算法能有效地提高计算精度和效率,适合于光纤喇曼放大器的模拟计算。

二阶光纤喇曼放大器增益平坦性研究

针对掺铒光纤放大器(EDFA)的增益竞争特性,在Rsoft公司提供的仿真平台上搭建了长距离分布式光纤喇曼放大器实验模型。在分析泵浦光与泵浦光、泵浦光与信号光的喇曼相互作用的基础上,仿真过程中还充分考虑瑞利散射、自发散射以及信号光传输过程中非线性的影响,得到了二阶泵浦放大方式下增益平坦度与一阶泵浦功率之间的关系,发现采用二阶放大方式在改善了放大器的噪声性能的同时,也破坏了增益谱的平坦度,在实际应用中应折中考虑。

反向抽运喇曼光纤放大器开关增益特性研究

用数值计算的方法 ,对影响反向抽运喇曼光纤放大器开关增益的几个参数与反向抽运喇曼光纤放大器开关增益的关系进行了分析研究 。

宽带光纤拉曼放大器的优化设计

研究优化设计宽带光纤拉曼放大器平坦增益带宽的方法。通过研究多波长后向泵浦光纤拉曼放大器的传输方程,分别用模拟煺火算法及四阶阿当方法迭代出各泵浦波频率及输入功率的大小。可设计出满足增益平坦度要求的宽带光纤拉曼放大器。设计了两个光纤拉曼放大器,一个采用双波长泵浦,得到的平坦增益带宽为50nm,增益不平坦度小于1dB。另一个采用四波长泵浦,得到的平坦增益带宽为80nm,增益不平坦度小于1dB。所得结果证明提出的优化设计方法对于设计多波长泵浦平坦增益带宽光纤拉曼放大器是一种有效的方法。