双包层掺铥光纤放大器中的受激布里渊散射

理论分析了波长为2μm的掺铥光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)对激光输出性能的影响,研究了双包层掺铥光纤在793 nm的泵浦波长和1.9~2.1μm的激光工作波段的光模分布、有效折射率、有效模场面积和归一化频率,数值计算了在1.9~2.1μm的激光工作波段双包层掺铥光纤中的布里渊频移和布里渊增益谱等SBS特性。利用增益光纤中的受激布里渊散射理论模型,研究了受激布里渊散射对掺铥光纤放大器激光输出性能的影响。在DTDF-10/130双包层掺铥光纤中,使用功率为100 W、波长为793 nm的连续光作为泵浦,可对波长为2μm、功率为0.01 W的连续信号光进行放大。当泵浦光功率填充因子为0.01、0.02和0.03时,信号光的最大输出功率分别为25.27 W、31.08 W和34.06 W。对应的最佳双包层光纤长度为2.66 m、2.02 m和1.75 m,由受激布里渊散射产生的斯托克斯光功率分别为1.68 W、1.39 W和1.14 W。结果表明,在掺铥光纤放大器中使用泵浦光功率填充因子大的双包层光纤可以降低光纤长度,从而减小受激布里渊散射对信号激光输出功率的影响。本文的数值模型可以对光纤放大器的光纤长度进行优化,对提高实验效率、降低实验成本具有重要价值。

多芯超模光纤放大器增益均衡设计(内封底文章)

多芯超模光纤(MCSMF)的芯间距较小,多个芯子共同形成芯区支持多个超模传输,与普通单芯少模光纤相比,其具有较大的有效模场面积和较小的模式串扰,备受关注。MCSMF用于长距离传输时,与其相匹配的新型增益均衡放大器是实现信号中继并保持信号稳定传输的必要器件。文中提出了一种基于粒子群优化算法的19芯超模光纤增益均衡放大器,该光纤支持10个超模共同传输。通过粒子群算法分别优化各纤芯内掺铒浓度来降低不同超模的交叠积分因子,从而减小模式增益差(DMG)。结果表明,在包层泵浦条件下,最大DMG从1.33 dB (各纤芯均匀掺杂)降低至0.20 dB,在1 550 nm信号波长处10模式的平均增益为27.79 dB,且该放大器在整个C波段的增益平坦度低于1 dB。

基于不同泵浦方案的全光纤少模放大器放大特性对比研究

设计并构建全光纤型少模掺铒放大器,实验对比研究不同泵浦模式及方向对LP01、LP11a、LP11b这3个信号模式的增益特性影响.实验对泵浦功率、输入信号功率以及多波长情况下的放大器特性进行分析.结果表明,4种泵浦方案中,前向LP11泵浦情况下放大器有最佳性能,在整个C波段上信号增益超过20 dB、模式增益差低于0.9 dB,噪声系数小于9.6 dB;信号输入功率为-10 dBm/模式时,在1550 nm处,3个信号模式的增益均超过20.8 dB、DMG低至0.3 dB、LP01信号光的噪声系数低于6.2 dB以及LP11信号光的噪声系数低于9.6 dB.4种泵浦方案下对比不同泵浦方向可得:前向泵浦放大器的噪声系数最小,但3种信号模式的增益也较小,而采用后向泵浦时,高阶信号模式增益增加,但噪声系数也会变大.对比泵浦模式可发现,相比于LP01泵浦,LP11泵浦能大幅提高LP11信号光的增益,对LP01信号光增益影响较小,从而可降低DMG值.

三模掺铒光纤放大器仿真设计及实验研究

少模光纤放大技术是确保模分复用光纤通信系统远距离传输的关键技术,其增益、噪声系数及模式间增益差直接影响通信性能。为设计可用于模分复用的高增益、低噪声系数三模掺铒光纤放大器,建立少模掺铒光纤放大器理论模型,仿真设计其各项参数,之后结合实验结果进行参数优化,实现小信号增益大于30 dB,噪声系数小于6 dB,模式间增益差小于2 dB,并且各模式信号光在三模掺铒光纤放大器中稳定传输放大,光束轮廓无明显畸变。所设计的三模掺铒光纤放大器为进一步模分复用通信实验研究打下了基础。

基于915 nm泵浦的铒镱共掺双包层光纤放大器

搭建了级联光纤放大系统,掺铒光纤放大器(EDFA)作为预放大级,铒镱共掺双包层光纤放大器作为功率放大级。为了提高镱离子吸收效率,实现功率稳定输出,功率放大级选择915 nm的半导体激光器作为泵浦源,铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,采用前向泵浦的方式,对可调谐光源输入的1540~1565 nm波段的信号光进行了放大。在信号光功率为10 mW,预放大级泵浦功率为500 mW的条件下,对不同波长的信号光经过级联光纤放大系统进行了放大,最终在1565 nm处获得1.106 W的最高输出功率。

2 μm超宽带PbS量子点光纤放大器

为了解决目前光纤放大器增益带宽较窄且结构复杂的问题,制备了一种2μm超宽带PbS量子点光纤放大器。首先,通过有机金属法制备出平均直径约为9.2 nm的PbS量子点,并采用光沉积法将其沉积在光纤锥区表面。然后,采用泵浦光源激发涂覆在光纤锥形区域的Pb S量子点,使其在2μm波段释放出与信号光波长一样的光子,从而实现光信号的放大。测试结果表明,光纤放大器在1 900~2 100 nm波段可获得10.1 dB增益,增益带宽约为200 nm。

铒镱共掺光纤放大器中ASE对激光线宽的影响研究

本文基于MOPA结构搭建了铒镱共掺光纤放大系统,通过对光纤放大器的线宽和光谱特性进行测量与分析,研究了光纤放大器中放大的自发辐射(ASE)对激光器线宽的影响。分析表明,在光纤放大器中,ASE作为噪声会引起激光线宽展宽,且呈现出正相关的特性。

一种新型共轭聚合物塑料光纤放大器材料制备及性能研究

针对传统塑料光纤在传输过程中损耗大,使用长度较短的问题,提出在光纤连接部位制备一种新型共轭聚合物CN-PPV掺杂塑料光纤放大器材料,并对其制备工艺、荧光特性和增益特性进行研究。试验结果表明,在25 mL MMA、0.032 g BPO、20~75μL n-BM的工艺条件下制备的预制棒表面状态良好,内部无气泡出现,并在拉伸温度为150~177℃的条件下成功拉丝。塑料光纤最大发射截面为1.7×10^(-20) m^(2);当泵浦光传输距离增加,光谱出现明显红移现象,最大红移波长为12 nm。在光纤长度为50 cm的条件下,掺杂质量浓度为1 mg/L的光纤存在最大增益值,达到25 dB。而掺杂质量浓度为0.2 mg/L的光纤具备持续光放大能力,更适合作为光纤放大器的制备材料。

掺铥光纤激光放大器在宽波段吸收光谱技术中的应用

利用掺铥光纤在2μm波段的宽带发射特性和光纤可饱和吸收体的线宽压缩特性,研制了宽带调谐窄线宽掺铥光纤激光放大器,该激光放大器可将窄线宽、宽带可调谐种子光源的功率放大至290 mW,放大后的光源连续运行30 min,均方根稳定性优于1%。利用激光放大器输出的32路激光中的任意一路测试了水分子在2μm波段的宽吸收光谱,并利用测试结果反演得到了该光源在动态扫描过程中的线宽约为0.06 nm。利用该激光放大器分别测试了空气和酒精火焰中温度和水分子摩尔分数。结果表明:常温下,空气和酒精火焰中温度的平均值分别为301.2,1263.3 K,相对偏差分别为1.28%,3.08%,水分子的摩尔分数平均值分别为2.11%,5.58%。利用该光源可有效获取水分子在2μm波段的宽波段激光吸收光谱,利用这些吸收光谱数据能够较为精确的反演出环境温度、水分子摩尔分数等信息,结果验证了该激光光源在燃烧流场2维层析诊断测量应用中的可行性。

光放大器原理及其发展

光通信系统的工作性能,除与光源有关外,还与其传输媒质有关。随着光纤技术的发展,通过追求光通信领域的远距离传输,诞生了光放大器,光放大器可以做到直接放大光信号,在通信领域有很大的应用价值。总结了光放大器的基本原理及其发展。首先介绍了光放大器的概念、分类和原理。然后分别对三类光放大器的关键技术进行了介绍,包括工作原理与性能方面,然后对各类光放大器的国内外现状进行了分析。最后,对光放大器未来的发展进行了展望。

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。

喇曼光纤放大器的优化设计与仿真

为了增加喇曼光纤放大器(RFA)的输出带宽,减小增益平坦度。利用Opti System软件仿真分析了不同参数设置下的增益特性与泵浦源的关系,对泵浦功率、泵浦波长、光纤长度和有效作用面积进行了优化设计与仿真。仿真结果表明:提出的优化方法可使RFA的增益在设定范围内获得最大值,并且通过改变相关参数得到较好的增益平坦度。

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 .

基于Super C Band的可调增益掺铒光纤放大器设计

随着网络业务流量的增长,通信业务对密集波分复用(DWDM)的性能要求越来越高。为了提高传输效率,传输频谱逐渐向C+L Band传输扩展,Super C Band传输应运而生,但目前与之对应的掺铒光纤放大器(EDFA)相关研究较少。针对这一问题,文章提出了一种针对Super C Band传输的EDFA结构,基于Giles模型,分析了EDFA在Super C Band的特性,利用多级泵浦机制,设计了一种可以在Super C Band范围内进行放大的EDFA。结果表明,在-9.3 dBm入光时,该EDFA可以实现26 dB的平坦增益,16.7 dBm的输出功率,此时噪声指数小于5 dB,Ripple小于0.1 dB。并且根据需要,在入光处于-15.0~-3.5 dBm范围内时,通过调节泵浦功率与可调衰减器,均能够实现7~26 dB的可调增益。该EDFA可应用于5G传输和数据中心之间光纤通信等场合。

PbS量子点掺杂聚合物宽带光纤放大器

随着人工智能、大数据、云计算、物联网、移动电子等的发展,传统的稀土离子掺杂单芯单模光纤放大器承载的光纤通信系统的传输容量已经逐渐接近香农极限,需要发展新型材料体系,以拓宽光纤通信系统的传输容量。相比于稀土离子,量子点具有较宽的发光带宽、可调波长的发光特性,且量子点的发光性质可以通过多种化学手段调控,在量子点光放大器上显示出了宽带光放大特性,受到学术界和产业界的广泛关注。在该背景下,本文提出将化学合成的PbS/CdS核壳量子点与低损耗聚合物集成,获得量子点掺杂光纤放大器,实现近红外通信波段可调波长、宽带光放大特性。文章研究并揭示了影响固化后的聚合物纤芯连续性的因素和影响机制,提出了降低固化胶前驱体液面附加压力、固化收缩力、聚合物前驱体与光纤内壁的摩擦力,并提高抽真空产生的牵引力以获得连续光纤,在此基础上获得了基于热固化聚二甲基硅氧烷(PDMS)和光固化NOA61、NOA85固化胶的纤芯连续光纤,量子点光纤在1530~1630 nm获得了增益带宽达到100 nm以上的开关增益,最高增益达到6.5 dB。本文的研究结果将促进量子点光纤器件和宽带光通信技术的发展。

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。

基于拉曼光纤放大器通信系统仿真与性能优化

根据拉曼光纤放大器原理构建其数学模型,并据此分析其增益、噪声、非线性等基本特性。利用Optisystem对拉曼光纤放大器(RFA)光纤链路的16QAM 40 Gbit/s相干光通信系统进行设计。仿真结果显示,系统传输存在相位失真和弥散现象。在Matlab环境下优化了Volterra级数的最小均方(LMS)和最小二乘(RLS)补偿算法,使用该算法完成了RFA非线性效应补偿,系统性能显著提升,输出星座图星座点非常集中,系统误码率(BER)降低,信噪比(SNR)提高,受噪声、非线性效应等影响小。改进后的VLMS和VRLS算法具有良好的非线性补偿效果。

掺铒光纤放大器(EDFA)特性与技术介绍

阐述了掺铒光纤放大器(EDFA)的基本组成与工作管理,详细分析了它的特性及性能指标,指出其在光纤通信中的有效应用。

掺铒光纤放大器(EDFA)的空间辐射效应分析

掺铒光纤放大器(EDFA)是光通信系统中的重要组成部件。介绍了掺铒光纤放大器(EDFA)的组成及其工作原理,并且分析了掺铒光纤放大器(EDFA)在空间应用中可能产生的辐射效应。为进一步开展其相关的试验研究工作提供了依据。

掺铒光纤放大器增益特性仿真研究

仿真计算了EDFA单极放大结构和双级放大结构的增益和噪声系数,仿真计算了16波DWDM信号放大在泵浦功率变化、输入功率变化、掺铒光纤长度变化情况下的增益曲线变化情况,总结了泵浦功率、输入功率、掺铒光纤长度的变化引起的增益曲线变化趋势;提出了C波段40波DWDM信号全波段放大的增益曲线选择方法并仿真计算了40波DWDM的最佳增益曲线,为增益均衡掺铒光纤放大器设计提供了技术指导。