基于最小二乘支持向量回归模型的拉曼光纤放大器优化设计

在现有拉曼光纤放大器优化设计中,对拉曼散射耦合模型的求解是制约各种优化算法求解效率的瓶颈。提出运用最小二乘支持向量回归机,建立多抽运拉曼光纤放大器的输入输出回归模型,并利用该模型直接替代对拉曼散射耦合模型的求解,实现了优化速率数量级的提升。采用该方法对C波段的多波长反向抽运拉曼光纤放大器进行了优化实验,仅使用2个抽运源就可以迅速得到增益波动小于±0.5 d B的优化设计,并且其平均开关增益可以直接使用该模型进行快速调节。实验结果表明,相比传统的打靶法和平均功率法,通过该拉曼光纤放大器回归模型可以直接得到输出增益,极大地提高了设计的时效性,具有一定的参考价值。     

多波长抽运宽带光纤拉曼放大器的数值模拟与优化

采用平均功率分析算法对多波长抽运宽带光纤拉曼放大器进行了细致的数值模拟，并根据多抽运拉曼增益谱的特点和不同抽运波长对增益斜率的不同影响提出了一种新的有效的抽运优化算法，并利用这种方法对10波长抽运的光纤拉曼放大器进行了优化，获得了70nm带宽上增益谱波动低于0．5dB的结果。     

双向抽运光纤拉曼放大器的优化设计算法

基于双向抽运拉曼放大器的功率耦合方程 ,采用遗传算法和级链的全局收敛的Broyden方法 ,提出一种优化设计不同形式双向抽运宽带光纤拉曼放大器的自动配置算法。该算法的特点是计算速度快、收敛性好、适应面广。通过对单光纤的分布式、具有不同增益要求的分立式以及不同周期的色散管理结构的分布式双向抽运拉曼放大器的设计表明 :在 10THz的增益带宽内 ,放大器的增益平坦度均优于± 0 .6dB ,表明了该算法的可行性。此方法为采用双向抽运技术的拉曼放大器及其相应的全拉曼光纤传输系统的设计提供了一个公共平台     

用简化模型实现多波抽运拉曼光纤放大器的优化设计

提出了一种优化设计多波抽运拉曼光纤放大器的方法。在不影响系统性能的前提下采用了合理的简化算法以减少运算时间，能够在给定信号光频宽和抽运个数等参量要求下得到符合增益平坦度性能要求的抽运功率和波长的优化配置结果。     

基于神经元网络和人工蜂群算法的拉曼光纤放大器设计方案

介绍了一种将反向传播(BP)神经网络算法与人工蜂群算法相结合的方法,并用该方法对多泵浦拉曼光纤放大器的设计进行了优化.通过研究多层BP神经网络中的隐藏层层数和神经节点数,确定了最佳的学习模型,该模型可以精准地反映泵浦波长和泵浦功率与拉曼净增益分布间的映射关系,能代替传统求解拉曼耦合波方程的方法.同时,为了提高增益谱的平坦性,采用人工蜂群算法来优化泵浦参数,得到了最优的泵浦波长和泵浦功率.仿真结果表明,通过将训练好的BP神经网络模型加入到人工蜂群算法中,所研究的拉曼放大器达到了期望的增益性能,且其目标值与预测值的最大误差不超过0.29 dB.该设计方案为拉曼光纤放大器的研究提供了新的思路和方法.     

增益平坦拉曼放大器优化算法研究

在分析受激拉曼散射耦合方程的基础上，介绍了一种反向设计多波长抽运光纤拉曼放大器的方法，并使用一种改进遗传算法和新型打靶法，讨论了体现特定的高增益和宽带平坦的适应度函数，对抽运波长和功率进行了优化，得到高增益，宽带平坦的增益谱，其开关增益可达15dB，增益带宽达80nm，增益波动小于1dB，这种放大器结构比现有的宽带光纤放大器在增益平坦上有一定的进步。     

宽带光纤拉曼放大器的优化设计与分析

基于拉曼放大器的功率耦合方程 ,采用遗传算法和全局收敛的布雷登方法 ,提出一种优化设计不同形式反向抽运宽带光纤拉曼放大器的自动配置算法。该算法的特点是计算速度快 ,收敛性好 ,适应面广。通过对具有不同增益要求的分立式、单光纤分布式以及不同结构的色散管理式宽带拉曼放大器设计表明 :在 10THz的增益带宽内 ,放大器的增益平坦度均优于± 0 .6dB ,表明了该算法的可行性。通过对由标准单模光纤和色散补偿光纤构成的组合放大单元与色散管理光纤级链组成的放大单元的比较 ,表明色散管理式拉曼放大器具有潜在的应用价值。     

1410 nm波段分布式光纤拉曼增益放大器的研究

讨论了分布式光纤拉曼增益放大器的工作原理,采用1320nm固体激光器作为抽运源,获得了1410nm波段附近的光放大,在单模GI光纤长度为23km时,初步研究了拉曼放大器增益与光纤作用长度的关系,抽运脉冲峰值功率分别为50W、30W时,光纤的有效作用长度分别为15．5km和10.5km;研究了在不同的光纤有效作用长度时,拉曼放大器增益与抽运功率的关系;从光纤拉曼光谱图估算了光纤拉曼放大器的光谱宽度为50nm或250cm^-1。     

二阶拉曼光纤放大器增益特性研究

为实现较大放大带宽,同时提高输出增益并保持较小的增益平坦度,设计了一种二阶拉曼光纤放大器,采用一个二阶泵浦和四个一阶泵浦对100路信号光进行分布式拉曼放大.首先对二阶拉曼耦合波方程进行数值求解,为进一步提高输出性能,利用粒子群优化算法对二阶拉曼光纤放大器的性能参数进行了优化,然后在相同泵浦参数配置下,对一阶拉曼光纤放大器和二阶拉曼光纤放大器进行对比,最后对二阶拉曼放大器输出增益的影响因素进行分析.通过Matlab仿真,在1 510～1 610 nm的增益带宽范围内所设计的二阶拉曼光纤放大器的平均输出增益为23.768 0 dB,最高输出增益为24.124 4 dB,同时增益平坦度为0.911 2 dB.     

拉曼放大器中放大的自发拉曼散射与拉曼开-关增益关系的研究

研究了拉曼放大器中放大的自发拉曼散射对拉曼开－关增益的影响，并提出了一种利用自发拉曼散射谱来调整拉曼放大器位曼开－关增益平坦的方法，实验采用4个波长为14xx nm的激光二极管作为抽运源，75km的G．652光纤作为传输介质，获得了C波段附近的光放大，同时对此给出了合理的理论解释。     

分布式反向抽运光纤拉曼放大器的功率转换效率分析

为了对反向抽运光纤拉曼放大器的功率转换效率进行研究,由耦合方程出发,采用龙格库塔算法和打靶法相结合的数值模拟方法,详细分析所有物理因素对反向抽运光纤拉曼放大器功率转换效率的影响。结果表明:功率转换效率先随着光纤长度增加而增加,当增加到最大值时保持数值不变;功率转换效率随着初始信号光功率、光纤拉曼增益系数、信号光损耗系数增加而增加,随着光纤有效面积、抽运光损耗系数、抽运光与信号光的频率比增加而减小;功率转换效率和初始抽运光功率呈抛物线曲线关系。所得结论对反向抽运光纤拉曼放大器功率转换效率的进一步研究以及光纤拉曼放大器的其他相关研究有重要参考意义。     

光纤拉曼放大器中增益的偏振相关特性研究

提出了一种改进的、可用于计算偏振相关拉曼增益的光纤拉曼放大器的非线性耦合波方程。建立了单模双折射光纤拉曼增益的数学模型,分析了线偏振抽运光以与光纤快轴成45°激励的单模双折射光纤拉曼放大器模型与实际具有随机双折射的光纤拉曼放大器的拉曼增益偏振相关特性的等价性。基于上述模型,提出了一个可定量表征单模光纤偏振模色散统计特性的拉曼增益偏振相关因子,用以替代常规的光纤拉曼放大器非线性耦合波方程中的偏振相关因子。计算结果与已报道文献的实验数据非常吻合。同时对抽运增益在同向和反向抽运方式下截然不同的增益偏振相关特性给出了合理的解释。     

一种新型宽带光纤拉曼放大器的理论研究

主要比较分析了光子晶体光纤在设计宽带光纤拉曼放大器上的优越性。简化了多波长宽带光纤拉曼放大器功率耦合方程,分两步来确定各泵浦波的频率及输入功率的大小。首先通过模拟煺火算法迭代出满足条件的泵浦波频率,再利用平均功率分析方法,采用四阶阿当迭代方法计算出各泵浦波输入功率的大小,设计出了具有较宽平坦增益带宽的光纤拉曼放大器。分别对光子晶体光纤和色散位移光纤进行了模拟计算,仿真结果表明光子晶体光纤可以用来设计成短长度、高效的光纤拉曼放大器。     

宽带喇曼/EDFA混合放大器的优化设计

采用改进的模拟退火算法对Raman/EDFA混合放大器的增益谱进行了优化,根据EDFA及Raman的功率传播方程获得了简洁的目标函数.通过对模拟退火算法几个优化环节的改进,使其能够更快速地应用于Raman/EDFA的多峰值问题的优化设计,可以在短时间内获得最优的放大器参量.计算结果表明选择合适的喇曼抽运波长和抽运功率,仅用4个反向抽运的分布式喇曼放大器加C波段的EDFA就可以获得C+L波段约70 nm的带宽、开关增益达到15 dB、最大增益波动小于1.2 dB的平坦增益谱,而且无需额外的平坦滤波器.     

基于光纤拉曼放大的级联式全光纤1020nm光源

设计并制作了输出功率为196 mW的级联式全光纤1020 nm光源.该光源采用光纤拉曼放大器与掺镜光纤放大器级联的放大方案,实现了对低功率1020 nm种子光的放大.在光纤拉曼放大级,采用了3段不同长度的拉曼增益光纤进行了对比实验,比较了一定信号光功率和抽运光功率下拉曼增益光纤长度对光纤拉曼放大级输出功率的影响;测量了...     

Design of broadband hybrid fiber amplifier based on particle swarm optimization algorithm北大核心CSCD

基于铒/镱共掺光纤放大器（erbium-ytterbium doped fiber amplifier, EYDFA）的理论模型和受激拉曼散射效应的分析理论,利用EYDFA和拉曼光纤放大器（Raman fiber amplifier, RFA）的增益谱互补特性,研究并设计了EYDFA与二阶多泵浦RFA相结合的混合放大器结构。为了得到高增益和低平坦度的混合放大器,引入了粒子群算法优化泵浦光波长和功率。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,在90 nm的带宽范围内平均增益为38.78 dB,增益平坦度为1.1 dB,为混合放大器的设计和优化提供了参考。     

拉曼光纤放大器增益谱特性研究

分析了影响拉曼光纤放大器增益谱的几个因素。在四抽运激光器抽运时，模拟了多抽运激光器抽运时的拉曼增益谱特性。实验中，采用增益平坦滤波器和功率分配两种方法实现增益谱平坦，指出了功率分配方法的优势。     

分立式色散补偿拉曼放大器增益特性及非线性现象研究

分立式色散补偿拉曼放大器具有兼顾色散补偿和信号放大的特点，在通信系统中展现出广阔的应用前景.对反向抽运的C波段色散补偿分立式拉曼放大器的增益谱形状，增益饱和及受激布里渊散射等特性进行了较为详细的实验研究. 关键词： 分立式色散补偿拉曼放大器 增益饱和 受激布里渊散射 斯托克斯波     

基于高非线性光纤的增益谱平坦拉曼光纤放大器研究

针对光纤通信中密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信问题,提出利用级联高非线性光纤来设计增益平坦的拉曼光纤放大器。对高非线性光纤(As S光纤)拉曼增益谱前后沿进行线性拟合处理,利用不同波长泵浦抽运同种光纤,实现前放大后增益补偿,并考虑信号光损耗不同,在输出端得到了一个近似固定的功率输出值,并分析了影响拉曼光纤放大器输出特性的因素。模拟结果表明:平均增益为20.45 dB,增益平坦度为0.15 dB。     

线性啁啾长周期光纤光栅用作EDFA增益平坦滤波器的理论研究

提出用具有特定折射率调制包络的线性啁啾长周期光纤光栅作为掺铒光纤放大器(EDFA)的增益平坦滤波器.采用龙格库塔迭代法数值求解该类型光栅耦合模方程,就特定的掺铒光纤放大器增益谱,用Nelder-Mead优化算法对光栅结构参量(光栅长度、周期、线性啁啾系数、折射率调制包络的形状等)进行优化,设计出能在C波段35 nm带宽范围内对掺铒光纤放大器进行平坦化(增益起伏在±0.5 dB之内)的平坦滤波器.