碲基掺铒光纤放大器增益特性的理论研究

在综合考虑Er3+离子的能量上转移、交叉弛豫、激发态吸收效应以及光纤背景损耗后,依据所建立的均匀加宽四能级结构速率方程组和光功率传输方程组,对碲基掺铒光纤放大器的增益特性进行了数值模拟,模拟结果与报道的实验测量结果达到了很好的一致。同时,对碲基掺铒光纤放大器的增益特性与输入信号功率、泵浦功率和光纤长度的关系进行了简要分析。

碲基掺铒光纤放大器增益饱和特性的数值模拟

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 ,数值模拟了 15 2 0～ 16 2 0nm波段范围内碲基掺铒光纤放大器 (EDTFA)增益谱特性 ,以及EDTFA增益谱特性与输入信号光功率的关系 模拟结果显示 :随着输入信号光功率的增大 ,EDTFA增益谱由于饱和效应而呈现平坦化特征

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。

两段级联宽带碲基掺铒光纤放大器特性研究

利用四能级结构速率方程组和光功率传输方程组,研究了在碲基掺铒光纤(EDTF)中内插一个光隔离器、形成两段级联的碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)后对EDTFA性能的改善。结果表明,在给定泵浦方式、泵浦功率、纤芯掺杂浓度和输入信号功率条件下,两段级联EDTFA可以有效的抑制光纤中反向传输放大自发辐射(ASE)噪声,降低反转粒子数的消耗,从而提高信号增益、输出功率,并且降低了噪声系数。对不同光纤长度和光隔离器内插在光纤中不同位置的研究表明,当光纤为最佳长度和光隔离器在最佳位置处时,可使短波长信号增益增加10 dB,噪声系数减小1 dB,并进一步增加了放大带宽以及功率转换效率。

宽带碲基掺铒光纤放大器上能级粒子数反转比

对宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)上能级粒子数反转比进行了理论研究,得到了碲基掺铒光纤 放大器上能级粒子数反转比随着光纤激活长度、信号输入功率、泵浦功率和纤芯掺杂浓度的演变关系,分析了 上能级粒子数反转比分布与EDTFA信号增益间的关系。研究表明,碲基掺铒光纤内的上能级粒子数反转比分 布决定了EDTFA的信号增益。

宽带碲基掺铒光纤放大器掺杂特性的理论研究

对WDM系统中宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)多信道增益谱特性的研究表明,在给定泵浦方式、泵浦功率和光纤长度的工作条件下,碲基掺铒光纤中铒掺杂浓度对EDTFA各信道信号增益的影响并不相同,相比于长波长信道,短波长信道的信号增益随着光纤中铒掺杂浓度的提高更易趋于饱和及快速衰减状态,同时信号增益谱向长波长方向萎缩。

碲基掺铒光纤放大器增益均衡的数值模拟

针对宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)本征增益谱不平坦特性,研究了采用双级串连结构,并在两段光纤中间加入增益均衡滤波器来实现增益平坦。模拟结果显示,通过设计一定结构的滤波谱,在37信道同时输入的情况下,铒离子掺杂浓度为4000 ppm时,使1536-1608 nm范围带宽内的增益达到了24 dB左右,噪声指数小于5．5 dB,增益谱的不平坦度小于1 dB;铒离子掺杂浓度为6000 ppm时,使1536-1608 nm范围带宽内的增益达到了23．5 dB左右。噪声指数小于5 dB,增益谱的不平坦度小于1dB。优化后的级连EDTFA可以满足WDM系统的要求。

碲酸盐掺铒玻璃光纤放大器的瞬态响应

建立了一个数值模拟碲酸盐掺铒玻璃光纤放大器(EDTFA)瞬态响应的理论模型,理论上研究分析了低频方波脉冲输入信号经过EDTFA后的瞬态输出响应。研究结果显示,对于输入信号功率的跃变,EDTFA存在着一个快速的瞬态响应过程,响应时间小于报道的硅基掺铒光纤放大器(EDFA),说明EDTFA适合于泵浦调制及全光纤开关方面的应用场合。通过对双通道信号传输情形下关闭一个信道后另一信道输出功率瞬态响应的研究,揭示了适时调节泵浦功率快速稳定剩余信道输出功率的可行性。

掺铒碲基光纤放大器最新研究进展

掺铒碲基光纤放大器(EDTFA)由于能同时在C+L波段(1530～1610nm)或L波段(1580～1620nm)对光信号进行有效的放大,目前已成为通信领域内竞相开发的一种新型宽带光纤放大器,为此简单介绍了该放大器的研究历程,综述了其最新研究进展和应用情况。

碲基掺铒光纤放大器对于渐变输入信号的瞬态响应

为了抑制输出信号功率的瞬态波动,提出了调理脉冲信号边沿变化方式的思想.通过有限差分法数值模拟四能级模型下的粒子数速率-光功率传输方程组,理论研究了宽带碲基掺铒光纤放大器(Erbium-doped Tellurite-based Fiber Amplifier ,EDTFA)对于低频脉冲输入信号的瞬态响应.研究表明,相比具有阶跃上升沿的方波脉冲,选择一个合适的渐变上升沿脉冲信号可以有效地抑制EDTFA输出端信号功率的瞬时上冲幅度.在多信道系统中,选择渐变的信道功率上传和下载方式,可以延缓其余信道输出功率的瞬态响应速度,从而为后续增益箍制技术的实施提供了便利.

高掺杂碲基EDFA增益噪声特性的数值模拟

采用四能级理论模型对高掺杂碲基EDFA进行了数值模拟,得出C波段和L波段EDFA的主要增益和噪声系数特性,C+L波段同时放大时,20 dB增益带宽达到85 nm.同时分析了铒离子高掺杂带来的上转换效应对放大增益和噪声性能的影响程度,C波段为4%,L波段为10%,当增大泵浦光功率时,影响程度会更小,采用两段级双向泵浦结构放大时影响仅为0.1%.

宽带Te基掺Er光纤放大器饱和增益谱特性研究

对波分复用(WDM)系统中宽带Te基掺Er光纤放大器(EDTFA)饱和增益谱特性进行了理论研究,研究依据均匀加宽四能级模型下的速率方程组和光功率传输方程组,采用龙格 库塔法数值模拟。研究结果表明,在给定泵浦方式、泵浦功率和光纤长度的饱和工作状态下,多个信道同时输入时的EDTFA增益谱依赖于输入的信道数和信道功率,且各个信道增益要低于相同输入功率下单个信道的增益,同时增益谱宽变窄,增益谱峰随饱和程度的加深向长波长方向偏移。

宽带碲基掺铒光纤放大器多信道增益竞争的仿真分析

对新型宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)多信道间的增益演变关系进行了理论仿真。仿真结果表明:EDTFA多信道间的增益存在着一个竞争过程,竞争的强弱取决于碲基掺铒光纤内的能级粒子数分布;当上能级粒子数处于反转分布态时,具有较大的发射截面与吸收截面差值的波长信道拥有相对较大的竞争优势,可获得相对较高的信号增益;当上能级粒子数处于未反转分布态时,具有较大的发射截面与吸收截面比值的波长信道拥有相对较大的增益竞争优势。