基于人工蜂群算法的二阶双向多泵浦拉曼光纤放大器研究

为了适应下一代6G网络对光纤传输系统大容量、高速率和低时延的要求,以石英光纤为传输介质,利用人工蜂群算法设计了二阶多泵浦拉曼光纤放大器。采用龙格-库塔法和打靶法求解二阶多泵浦拉曼光纤放大器的功率耦合波方程,再通过人工蜂群算法对4个泵浦光的不同排列结构进行优化分析。通过Matlab仿真,从14种双向泵浦结构中,得到了性能最优的双向泵浦结构FFBF,该结构在100 nm带宽范围内的平均增益高达24.8 dB,增益平坦度仅为0.78 dB,为6G网络的拉曼光纤放大器的设计和优化提供了参考。

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。

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.

WDM传输系统中泵浦配置对光纤拉曼放大器增益特性的影响

通过理论分析和模拟运算,研究了光纤拉曼放大器泵浦优化的一般规律。

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。

前向泵浦拉曼光纤放大器的性能研究

实现了前向两波长泵浦及3波长泵浦拉曼光纤放大器(RFA).实验中所用的信号为符合ITU T建议的C波段20信道波分复用信号,波长为1537.377～1560.605nm,信号传输距离分别为100和75km.其中,3波长泵浦的增益波动<1.47dB,所获得的最低光信噪比(OSNR)为32.5dB,优于同样条件下后向泵浦所获得的OSNR.详细研究了前向泵浦的增益饱和特性,实验结果表明,饱和功率随增益的增加而降低,且增加的增益加剧了增益饱和现象;对所研究的两泵浦配置前向泵浦放大器,饱和功率～5dBm.

多泵浦反向激励的拉曼光纤放大器的实现

在拉曼光纤放大器理论建模的基础上,设计并制作了四波长八泵浦反向激励且带宽为90nm的光纤放大器。利用康宁公司生产的25kmSMF作为增益光纤,得到拉曼增益为(11.5±1)dB。采用在不同泵浦情况下实测得到的信号增益系数谱和泵浦之间的增益系数谱,使理论建模得到的拉曼增益与实测相一致。

双向多泵浦光纤拉曼放大器偏振相关增益研究

基于光纤拉曼放大器(FRA)的非线性耦合方程,采用数值计算的方法首次系统分析了双向多泵浦FRA系统中的偏振相关增益(PDG)特性。根据4个泵浦光源配置的不同,FRA有14种结构。首先整体分析了这14种不同FRA结构中PDG的特点;然后对其中一种结构FRA系统中PDG的特性进行了更具体的分析,包括泵浦-信号、泵浦-泵浦以及信号-信号拉曼相互作用所产生的PDG。研究结果表明,当泵浦总数目一定时,反向泵浦数目越多,其PDG均值越小;当泵浦总数目和反向泵浦数目都一定时,PDG的大小与反向泵浦光波长关系不大;双向多泵浦FRA系统中的PDG主要由泵浦-信号拉曼相互作用所产生的PDG决定。以上结果对有效降低双向多泵浦FRA系统中的PDG有重要的参考价值。

多泵浦光纤拉曼放大器增益性能研究

FRA(光纤拉曼放大器)增益的峰值位置由泵浦波长决定,不同波长的泵浦光在不同的信号波长处产生最大增益。为获得最佳的FRA增益特性,采用多波长泵浦FRA理论模型,利用Optisystem软件建立了多泵浦FRA系统,通过系统仿真,研究了光纤通信系统中FRA的增益特性,分析了传输距离、纤芯有效面积、泵浦光功率和泵浦数量等因素对FRA增益的影响,确定了影响FRA增益的最佳参数,验证了FRA仿真系统的正确性和设计方案的可行性。

LD泵浦拉曼光纤放大器首次实现高亮度激光输出

拉曼光纤激光器(Raman fiber lasers,RFLs)利用无源光纤中受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)效应产生激光增益。与掺镱光纤激光器(Ybdoped fiber lasers,YDFLs)相比,不仅具有波长选择灵活、量子亏损低、无光子暗化等优势,而且能够提升输出激光亮度,在获得特殊波长高亮度激光方面潜力巨大。此外,半导体激光器(Laser Diode,LD)作为泵浦源,有着电光效率高、系统集成度高等显著优势,将其与RFLs结合将带来“性能倍增”的效果。目前,LD直接泵浦RFLs的最高输出功率为50 W,激光器结构为基于光纤光栅提供反馈的振荡器结构。

多泵浦与光纤级联结合的宽带拉曼光纤放大器

针对传统光纤通信传输系统中拉曼光纤放大器(RFA)增益带宽不足、输出增益低且输出增益不平坦的问题,设计了一种多泵浦和光纤级联相结合的宽带拉曼光纤放大器。并且推导实现增益平坦输出时所用六个泵浦光和四段光子晶体光纤(PCF)对应参数满足的约束表达式,从理论上给出了一种提高放大器增益和增益带宽的同时保证较小增益平坦度的设计方法。最后通过Matlab数值模拟,所设计的宽带拉曼光纤放大器达到了增益带宽92 nm,平均增益39.95 dB,增益平坦度0.1447 dB。

2.14kW级联泵浦光纤放大器

利用大模场掺镱光纤搭建了1018nm高功率光纤激光器,获得了476 W的最高输出功率。利用6台高亮度1018nm光纤激光器泵浦掺镱光纤,搭建了全光纤结构的级联泵浦光纤放大器,实现了2.14kW的最高输出功率,输出功率随泵浦功率线性增长,整体斜率效率为86.9%,M2因子为1.9。

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.

多波长泵浦的增益补偿型拉曼光纤放大器

针对光纤密集波分复用系统的增益平坦和带宽问题,提出用多波长泵浦组合的方式增加带宽,通过级联光纤使得拉曼光纤放大器的增益平坦。利用不同波长的多泵浦同时抽运同种光纤,增加信号光的传输带宽,采用线性拟合拉曼增益谱的方式使得拉曼光纤放大器的光信号实现前放大后补偿,在输出端获得较大的光输出信号功率,得到了良好的增益平坦度,并且传输带宽比单泵浦抽运时增大一倍。仿真结果表明:平均放大信号光功率为6.2 mW,平均增益为24.48dB,增益平坦度为0.08dB,传输带宽为25.6nm。为增益平坦型宽带光纤拉曼放大器提供了一种新的实现方法。

多泵浦增益平坦光子晶体拉曼光纤放大器

针对密集波分复用光纤通信系统中拉曼光纤放大器增益及增益谱平坦问题,提出一种采用4个泵浦光的多泵浦方式在光子晶体光纤不同位置处注入两种不同波长泵浦光的组合方式来获得拉曼光纤放大器增益更大、增益谱更加平坦的方法。这种组合方式在拉曼光纤放大器中使得光信号实现了前段放大、后段补偿,从而在拉曼光纤放大器输出端获得高增益和较平坦增益谱。模拟的结果表明:平均增益可达:26.5dB,增益平坦度为0.046dB。

带宽>40nm的980nmLD泵浦掺Er3+光纤放大器模块

在国内首次用９８０ｎｍ激光二极管和参量优化Ｅｒ３＋／Ａｌ３＋共掺杂光纤研制成光学带宽＞４０ｎｍ的光电一体化光纤放大器实用型模块样机。模块净增益２５ｄＢ，饱和输出功率０ｄＢｍ，最大输出功率８ｄＢｍ，噪声系数＜５ｄＢ，可供波分复用光纤通信系统和光孤子传输实验试用。

多波长泵浦宽带拉曼放大器功率增益研究

受激拉曼散射（ＳＲＳ）的Ｓｔｏｋｅｓ波谱线型比较复杂，本文分别采用Ｇａｕｓｓ线型和Ｌｏｒｅｎｔｚ线型，研究多波长泵浦宽带Ｒａｍａｎ放大器的增益特性，提出宽带增益平坦的多波长泵浦方案，研究表明增益平坦程度与泵浦波频率间隔密切相关。对Ｇ．６５２、Ｇ．６５３、Ｇ．６５５光纤和新型大有效面积非零色散平坦光纤的Ｒａｍａｎ放大增益分别进行了研究，结果表明Ｒａｍａｎ增益与光纤种类和光纤传输特性有关，特别是随光纤有效纤芯面积的增大而明显减小。

WDM系统中碲基掺铒光纤放大器泵浦问题的理论研究

依据均匀加宽四能级结构速率方程组和光功率传输方程组 ,对WDM系统中碲基掺铒光纤放大器 (EDTFA)的泵浦问题进行了理论研究 ,给出了三种泵浦方式小信号和大信号状态下EDTFA信号增益分布曲线和放大的自发辐射 (ASE)噪声功率谱 ,在此基础上探讨了EDTFA泵浦方式与信号增益。

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 。

双泵浦两段高非线性光纤级联的光纤参量放大器

提出和设计了一种宽带宽、高增益和增益平坦的光纤参量放大器,它具有双泵浦和两段高非线性光纤级联的结构。选择光纤的四阶色散系数作为优化的指标之一,用普通的数组循环计算法,对双泵浦及两根高非线性光纤组成的系统进行模拟,获得了峰值增益62.46 dB,起伏小于5 dB,带宽高达424nm的光纤参量放大器。