抽运饱和及信道间受激拉曼散射效应对反向抽运分布式光纤拉曼放大器增益谱的影响

在宽带密集波分复用 (DWDM )系统中 ,后向抽运分布式光纤拉曼放大器 (B DFRA)会引入在小信号条件下无需考虑的两种效应 :抽运饱和效应 (PS)使拉曼增益减小 ;拉曼放大使信道间受激拉曼散射 (SRS)效应增强 ,产生附加拉曼倾斜效应 (ART)。将后向抽运分布式光纤拉曼放大器的增益谱分解为拉曼抽运的放大作用和信道间受激拉曼散射效应产生的倾斜作用 ,通过对各种工作条件下实际后向抽运分布式光纤拉曼放大器增益谱的优化计算 ,研究了抽运饱和效应和附加拉曼倾斜效应对后向抽运分布式光纤拉曼放大器增益谱的影响。计算发现抽运饱和效应取决于信道输出功率 ,附加拉曼倾斜效应由信道输入功率和输出功率共同决定 ,进而通过抽运饱和效应和附加拉曼倾斜效应的大小可以将后向抽运分布式光纤拉曼放大器的工作条件划分为三个区域 ,并讨论了不同工作条件下后向抽运分布式光纤拉曼放大器的简化分析方法     

抽运饱和及信道问受激拉曼散射效应对反向抽运分布式光纤拉曼放大器增益谱的影响

在宽带密集波分复用(DWDM)系统中，后向抽运分布式光纤拉曼放大器(B-DFRA)会引入在小信号条件下无需考虑的两种效应：抽运饱和效应(PS)使拉曼增益减小；拉曼放大使信道间受激拉曼散射(SRS)效应增强，产生附加拉曼倾斜效应(ART)。将后向抽运分布式光纤拉曼放大器的增益谱分解为拉曼抽运的放大作用和信道间受激拉曼散射效应产生的倾斜作用，通过对各种工作条件下实际后向抽运分布式光纤拉曼放大器增益谱的优化计算，研究了抽运饱和效应和附加拉曼倾斜效应对后向抽运分布式光纤拉曼放大器增益谱的影响。计算发现抽运饱和效应取决于信道输出功率，附加拉曼倾斜效应由信道输入功率和输出功率共同决定，进而通过抽运饱和效应和附加拉曼倾斜效应的大小可以将后向抽运分布式光纤拉曼放大器的工作条件划分为三个区域，并讨论了不同工作条件下后向抽运分布式光纤拉曼放大器的简化分析方法。     

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。     

多个定波长抽运宽带光纤拉曼放大器的设计

提出了一种新的光纤拉曼增益谱的测量方法,通过光纤的受激拉曼谱和自发辐射谱的解调而获得拉曼增益谱图,同时利用该方法用于3个波长为1428nm,1445nm,1467nm抽运的宽带光纤拉曼放大器的设计,得到最大开关增益13dB,1dB带宽34nm的拉曼放大,与小信号增益法测量结果一致.实际证明:该方法快速简单、实时性强,具有实际应用价值.     

两级串级拉曼放大器

分布式拉曼放大器利用传输光纤作为增益介质可以边传输边放大,有效地提高系统性能.传统的分布式拉曼放大器通常是把频差落在拉曼峰值附近的信号光和抽运光同时注入光纤中,使信号光在抽运光的一级Stokes波位置被放大.但是拉曼放大阈值一般很高,通常需要抽运光功率达到瓦量级.根据受激拉曼散射的频移规律,K.C.Byron提出一种两级的串级拉曼放大器结构,就是使信号光在抽运光二级Stokes波的位置被放大,同时在一级Stokes波的位置注入一小的功率,就可以获得较大的增益,从而有效的降低直接抽运光的功率. K.C.Byron使用的是信号光和两个抽运光同向传输的抽运方式.本文分析了基于这种串级拉曼放大思想的另外两种抽运方式,并对三种抽运方式作了比较,通过使用四阶龙格-库塔方法,求出了信号光和抽运光的耦合方程的数值解,模拟了相同入射功率下,不同抽运方式下信号光在长80 km的通信光纤中的放大特性.同时求出了获得相同增益各自所需的功率.(PB1)     

分布式宽带光纤拉曼放大器增益平坦优化设计

为了对分布式宽带光纤拉曼放大器增益平坦度改善方法的研究,采用受激拉曼散射功率耦合方程,建立了抽运、信号相互作用的数学模型,在此基础上对C+L波段信号开关增益进行了数值仿真,分析了影响增益平坦度的主要因素,并通过合理配置抽运激光功率,使得C+L增益平坦度获得了极大的改善,改善后增益平坦度小于1dB,计算结果表明,合理的激光功率配置对于改善宽带光纤拉曼放大器增益平坦度是一种简单而十分有效的方法。     

TDM抽运光纤拉曼放大器增益平坦的研究

讨论了分时复用(TDM)抽运光纤拉曼放大器的增益平坦特性,基于拉曼增益谱理论,建立了光纤拉曼放大器的开关增益与光纤特性的关系表达式.通过数值模拟发现,信号增益平坦随抽运功率组合的不同有规律地起伏变化.通过优化抽运功率组合,实现了TDM抽运光纤拉曼放大器增益的平坦化.     

PB超短脉冲激光与非线性光学

两级串级拉曼放大器迟荣华　苏红新　李乙钢　侯国富　付成鹏　黄榜才　吕福云　吕可诚(南开大学物理科学学院 ,天津 30 0 0 71)分布式拉曼放大器利用传输光纤作为增益介质可以边传输边放大 ,有效地提高系统性能。传统的分布式拉曼放大器通常是把频差落在拉曼峰值附近的信号光和抽运光同时注入光纤中 ,使信号光在抽运光的一级Stokes波位置被放大。但是拉曼放大阈值一般很高 ,通常需要抽运光功率达到瓦量级。根据受激拉曼散射的频移规律 ,K.C.Byron提出一种两级的串级拉曼放大器结构 ,就是使信号光在抽运光二级 Stokes波的位置被放大 ,同时…     

拉曼+EDFA宽带混合光放大器的实现和设计优化

基于对增益和噪声特性的分析,本文实现了长距离宽带传输系统中由分布拉曼放大器和掺铒光纤放大器中组成的宽带混合放大单元,并提出了混合放大器进行优化设计的方法,特别指出适当调整拉曼放大器和掺铒光纤放大器的增益谱可以实现噪声谱的平坦.     

太赫带宽光通信用半导体拉曼放大器

半导体拉曼放大器可用于太赫带宽的频率选择、太比特容量的波分复用（WDM）和直接太比特光通信系统。研制了截面为微米尺寸的GaP-AlGaP拉曼波导。通过改进制作工艺，减小了波导的残余光损耗，制成10mm长的低耗波导，其连续波拉曼增益达3.7dB。此外，演示了80ps脉冲抽运的时间门控放大，得到20dB的增益。这些性能很适用于太赫宽带选频和波分复用光通信系统。     

拉曼光纤放大器中四波混频的研究

文章作者就分布式拉曼光纤放大器(DRFA)在各类传输光纤中应用时出现的四渡混频(FWM)现象进行了理论分析和试验测试.从理论上分析了在大有效面积光(LEAF)中出现FWM新波长的频率,并得到了试验证明.在此基础上,提出了在LEAF中应用DRFA的设计原则,建议最后一个泵浦波长应该尽量远离零色散波长点.     

拉曼放大器在WDM系统中的应用

拉曼放大器最空出的优点是能放大传输窗口中的任何区域。在宽带WDM系统的应用中,拉曼放大器通过对多个泵浦的复用可以使言辞大的信号带宽达到80nm。而在双向WDM系统中,拉曼放大器对L波段信号有很好放大的特性。     

Amplification Effect on Rayleigh Scattering and SBS in 25 km Distributed Fiber Raman Amplifier

The amplification effect on stimulated Brillouin scattering （SBS） and Rayleigh scattering in the backward pumped G652 fibers Raman amplifier have been researched. The signal source is a tunable narrow spectral bandwidth （〈10 MHz） ECL laser and is pumped by the tunable power 1427.2 nm fiber Raman laser. The Rayleigh scattering lines are amplified by fiber Raman amplifier, and Stokes stimulated Brillouin scattering lines are amplified by fiber Raman amplifier and fiber Brillouin amplifier. The SBS lines total gain is a production of the gain of Raman and the gain of Brillouin amplifier. In experiment, the gain of SBS is about 42 dB and the saturation gain of 25 Ion G652 backward FRA is about 25 dB, so the gain of fiber Brillouin amplifier is about 17 dB.     

宽带混合光纤放大器研究

在讨论了宽带混合光纤放大器研究方法的基础上 ,设计了一个增益平坦带宽为 11.4THz的宽带混合光纤放大器 ,并对其增益和噪声特性进行了详细研究 ,最后将其应用于一个 2 0信道的WDM系统 ,实现了 6 4 0km无误码传输     

MOPA方式高峰值功率脉冲光纤放大器模拟

为了研究如何从脉冲种子光经放大器后获得能量为毫焦级、纳秒级脉宽的激光脉冲,以及重频、受激喇曼效应对输出激光脉冲的影响,采用基于主振荡动率放大方式建立了3级脉冲双包层掺Yb光纤放大器的瞬态理论模型。在不同重频下对能量为10nJ、脉宽为100ns的脉冲种子光经放大后的脉冲能量、峰值功率、平均功率、脉宽及受激喇曼效应进行了数值模拟。计算数据表明,当重频小于200Hz时输出激光脉冲的能量、波形受重频的影响很小,可以忽略不计,在适当参量下受激喇曼效应对各级放大输出几乎没有影响。结果表明,适当选择3级光纤放大器的各项参量可以实现毫焦级的激光脉冲输出。     

不同光纤多波长抽运宽带Raman放大器研究

利用R.H.Stolen等的测量结果,经取样拟合得到SRS的Stokes谱线的多项式表达式,在此基础上,考虑到多抽运波之间的相互放大作用,研究了多波长袖运宽带光纤Raman放大器的增益与噪声指数。对ITU-T的G652,G653,G655和大有效面积(LEAF)光纤进行了数值分析,得到它们的Raman增益和噪声指数特性曲线。     

晶体拉曼放大器的理论解析

晶体拉曼放大器是获得高光束质量、高光谱纯度、高功率拉曼激光的重要途径。通过引入四个归一化综合参量,推导出了外腔拉曼放大器的归一化输运方程组。通过数值求解该输运方程组得到了描述拉曼放大器运转的一组普适理论曲线;分析了复合归一化变量对拉曼放大器性能的影响;研究了晶体拉曼放大器放大率、放大后拉曼脉冲形状、光-光转换效率等参量在泵浦脉冲功率密度、泵浦脉冲与被放大脉冲相对宽度、泵浦脉冲与被放大脉冲时间重叠性等条件的变化规律。用实验数据对归一化理论进行了验证,结果表明,理论结果与实验数据相吻合,证明了文中理论计算的正确性和可行性。     

多波长抽运C+L波段喇曼放大器的数值模拟与分析

为了合理地设计出宽带分布式光纤喇曼放大器系统,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对前向抽运方式的喇曼耦合方程进行数值仿真,获得了合适的抽运源波长,从而实现了分布式喇曼光纤放大器的带宽为80nm(1530nm～1610nm).在抽运功率均匀分配的情况下,对80个信道的信号进行分布式放大,分析了不同信号、抽运功率沿光纤的...     

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。