光纤拉曼放大器(FRA)研究

电子科技大学

硕士学位论文

光纤拉曼放大器（FRA）研究

姓名：崔炳华

申请学位级别：硕士

专业：光学工程

指导教师：邱琪

2003.3.1

电子科技大学硕士论文

摘要

Ｉ光纤拉曼放大器因其特有的在线、宽带、低噪声等特点而越来越被人们关注ｊ是一种非常适合下一代超大容量、超长距离ＤＷＤＭ系统的光放大器，尤其是在海底跨样光纤通信、超长距离光纤通信以及开发整个光纤低损耗窗口等方面有着不可替代的优势矗本文对光纤拉曼放大器的研究包括以下内容：

，

第～设计拉曼耦合方程组的计算机数值求解方法（不考虑噪声），并在ＭＡＴＬＡＢ下编程实现。本文通过基于光纤分段思想的数值求解方法，解决了单波长、多波长前向泵浦ＦＲＡ耦合方程组的数值求解问题。ｋ然后在光纤分段思想的基础上，用普通打靶法实现了单波长后向泵浦泵浦这一边值问题的数值求解。最后，对于最难求解的多波长后向泵浦ＦＲＡ问题，本文提出了多维并行打靶思想，ＭＡＴＬＡＢ下数值仿真证明，该多维并行打靶法非常适合求解拉曼耦合方程这类高度非线性的问题，打靶过程收敛速度较快（八波长泵浦时只需打靶６次就可以使打靶偏差小于１０’８）。ｆ

第二设计新型的遗传算法，结合前面提到的多维并行打靶法来优化多波长后向泵浦ＦＲＡ各个泵浦光的波长、功率值，以得到更好的增益平坦度。该遗传算法采用十进制编码（更适合高维搜索），并且引入了遗传算法的最新思想——算术杂交思想和自适应变异思想。燃后，在ＭＡＴＬＡＢ下编程实现该优化算法，并且在数值模拟的基础上，设计、优化了ｃ波段（１５３０～１５７０ｎｍ）以及Ｃ＋Ｌ波段（１５３０～１６１０ｎｍ）拉曼放大器。｛

＿，

第三给出了拉曼光纤激光器（ＲＦＬ）原理和数学分析方法，定性地分析了其优化设计方法。

第四基于ＰＴＤＳ（ＰｈｏｔｏｎｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＤｅｓｉｇｎＳｕｉｔｅ，德国ＶＰＩ公司的商用光纤通信仿真软件）平台做拉曼仿真，仿真内容包括两部分，一是宽带、增益平坦多波长后向泵浦ＦＲＡ的仿真；＝是～个Ｃ＋Ｌ波段拉曼放大系统优化仿真，讨论了部分参数（传输光纤长度、拉曼放大光纤有效模场面积、泵浦功率、信号入纤功率）与系统性能的关系，从而得到了这些参数的优化方法。关键词：光纤拉曼放大器遗传算法打靶法拉曼光纤激光器系统优化

第一章引言

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＴｈｅＦｉｂｅｒＲａｍａｎＡｍｐｌｉｆｉｅｒｓ（ＦＲＡｓ）ａｒｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｒａｃｔｉｖｅｆｏｒｉｔｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｖｉｒｔｕｅｓｓｕｃｈａｓｏｎ ｌｉｎｅ，ｗｉｄｅｂａｎｄ，ａｎｄｌｏｗｎｏｉｓｅｅｔｃ，ａｎｄｔｈｅｙａｒｅｖｅｒｙｆｉｔｆｏｒｄｅｎｓｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＤＷＤＭ）ｓｙｓｔｅｍｏｆｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｅｄｂｙｉｔｓｓｕｐｅｒｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｌｏｎｇ

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ｗｈｅｎｔｈｅｒｅａｒｅ８ｐｕｍｐｉｎｇｃａｎｂｅＣａｎｂｅｌｅｓｓｔｈａｎ１０“ａｆｔｅｒ６ｓｈｏｏｔｉｎｇｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ）．

Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｎｏｖｅｌｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｐｏｗｅｒｖａｌｕｅｏｆｔｈｅ

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Ｃ＋ＬＭＡＴＬＡＢ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｃｂａｎｄ（１５３０～１５７０ｕｒｎ）ａｎｄ

ｂａｎｄ（１５３０～１６１０ｎｍ、ＦＲＡａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．

Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＦｉｂｅｒＲａｍａｎＬａｓｅｒ（ＲＦＬ）ａｎｄｉｔｓａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄａｒｅ－Ⅱ－

电子科技大学硕士论文

ｇｉｖｅｎＴｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｍｏｄｉｓｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．

ｏｎＦｉｎａｌｌｙ，ａＣ＋ＬｂａｎｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｍｐｌｉｆｉｅｄｂｙＦＲＡｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ

ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＰＴＤＳ（ＰｈｏｔｏｎｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＤｅｓｉｇｎＳｕｉｔｅ），ｗｈｉｃｈｉｓａｃｏｍｍｅｒ …… 此处隐藏：2273字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……