掺铒光纤放大器稳态增益和瞬态增益分析

本文从描述掺铒光纤放大器的速率方程和传播方程出发,得到了稳态增益的解析表达式,并详细分析了基态和受激态离子对信号光变化的响应规律,用以说明瞬态增益的良好线性.     

掺铒光纤自发辐射特性研究

本文对掺铒光纤的自发辐射特性进行了研究,分析了掺杂铒离子光纤的吸收截面、辐射截面、自发辐射谱、净增益系数等的特性,以及在掺铒光纤中,泵浦功率、自发辐射功率、光纤长度、自发辐射谱之间的关系,并用单色仪和波长为1.48um的InGaAsP半导体激光器测试了国产掺铒光纤的吸收谱和它的自发辐射谱。     

L-Band掺铒光纤放大器的优化设计

提出了泵浦分配两段级联,并利用前向ASE推动下一级EDF工作的L-Band放大器的新结构.基于Giles模型并考虑了ASE噪声的影响,运用数值模拟算法系统分析了泵浦光功率分配和铒光纤分配比例对这种EDFA性能的影响.最后优化得到高增益且增益谱平坦的L-Band EDFA,其在输入信号光功率为-20 dBm时,在1571～1608 nm范围内,增益值高达35 dB,增益偏差小于1 dB.     

任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射

为了突破以往研究的波形局限,探究任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射特性,从速率方程组出发,采用分时段计算的方法得到各能级粒子数及自发辐射平均功率的表达式.仿真和实验表明,泵浦光毛刺对自发辐射光的影响较小,具有类似"高频滤波"的特性;泵浦功率较大时自发辐射光的波形与泵浦波形接近,该研究结果可以用于光纤激光器的全光调制.理论分析与实验结果相符合,证明了理论的可靠性.     

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、ASE噪声的关系.     

后向泵浦高功率掺镱光纤放大器的非弹性散射效应

 在考虑受激布里渊散射和受激喇曼散射效应的基础上,数值求解了双包层掺镱光纤放大器的速率-传输方程,分析了后向泵浦高功率掺镱光纤放大器在不同信号光线宽、光纤长度和纤芯直径下的输出特性,研究了受激布里渊散射和受激喇曼散射的抑制条件。计算结果表明:在后向泵浦方式下,若掺镱光纤长度小于0.68 m,纤芯直径大于26 μm,信号光线宽大于0.04 nm,则放大过程中的受激布里渊散射和受激喇曼散射能同时得到有效抑制。     

后向泵浦高功率掺镱光纤放大器的非弹性散射效应

在考虑受激布里渊散射和受激喇曼散射效应的基础上,数值求解了双包层掺镱光纤放大器的速率-传输方程,分析了后向泵浦高功率掺镱光纤放大器在不同信号光线宽、光纤长度和纤芯直径下的输出特性,研究了受激布里渊散射和受激喇曼散射的抑制条件。计算结果表明:在后向泵浦方式下,若掺镱光纤长度小于0.68 m,纤芯直径大于26 μm,信号光线宽大于0.04 nm,则放大过程中的受激布里渊散射和受激喇曼散射能同时得到有效抑制。     

脉冲泵浦的掺镱光纤放大器中放大自发辐射动态变化模拟

在低重复率、高能量脉冲的应用场合,光纤放大器中采用脉冲泵浦的方式具有重要意义.本文模拟了脉冲泵浦方式下掺镱双包层增益光纤中放大自发辐射功率的动态变化,为优化脉冲泵浦方式提供了参考.通过有限元分析方法求解光纤中镱离子的速率方程和各光场的功率传输方程,模拟了正向泵浦条件下,泵浦脉冲开始后0~740 μs时间内光纤内部正向、反向放大自发辐射功率分布情况的动态变化以及光纤两端放大自发辐射输出功率随泵浦时间的变化.模拟结果发现了光纤两端正向、反向放大自发辐射功率增长速度的差异之处,以及光纤内部两种放大自发辐射功率分布动态演变的一些特征.     

混合泵浦两段级联掺铒光纤放大器实验研究

基于内插隔离－耦合环两段级联新结构，采用９８０ｎｍ与１４８０ｎｍ激光二极管混合泵浦方式，研制出在１．５５μｍ波段兼具高增益，大功率，低噪声九特性的掺铒光纤放大器。     

掺铒光纤放大器的理论模拟与全局分析

基于Giles模型并考虑了ASE噪音,对各种泵浦方式下的掺铒光纤放大器(EDFA)进行了数值模拟.提出了一种新的分析方法(增益噪音指数全局分析法),直观有效地分析了EDFA的增益和噪音指数与掺铒光纤长度和泵浦功率的依赖关系,并对各种EDFA的性能作了全面的比较.     

两类喇曼光纤放大器的研究

以Photonic Transmission Design Suite(PTDS)仿真试验平台为基础，对单信道40Gb／s光纤传输系统中的两类RFA进行了研究和比较，并对各自系统进行了优化．最后指出，现有的依赖DCF进行色散补偿的方法在40Gb／s光纤传输系统中不再适用．     

级联放大光纤传输中的调制不稳定性

本文在考虑光纤损耗和级联放大器的情况下,推导出了调制不稳定性的产生条件和增益的普适解析表达式,并利用分立步傅里对数值方法对非线性传输进行了仿真,证明了本文的解析结论的正确性.     

增益控制EDFA的原理、性能与系统实验

本文首先对增益控制EDFA进行了理论分析,并用环形腔法实现,检测了这种放大器在不同谐振波长和环形胜损耗条件下的特性,对实验现象进行了分析,并用该放大器进行了系统实验.     

受扰陆上级联掺铒光纤放大器系统的特性分析

通过引入描述扰动程度的参数Ｘ和描述掺饵光纤放大器（ＥＤＦＡ）饱和特性陡度的参数Ｔ，本文推出了一个归一化的ＥＤＦＡ增益表达式，并据此对系统受扰后的信号恢复特性和误码率变化进行了分析。结果表明：对ＥＤＦＡ饱和程度较浅的陆上光纤通信系统，出现小于１ｄＢ（Ｘ≥０．８）的微扰时，光功率经一级ＥＤＦＡ即可恢复其原值的９０％；系统经３ｄＢ扰动（Ｘ＝０．５）后，光功率（信号和噪音功率之和）经过三级ＥＤＦＡ方能恢复到原值的９０％，但系统误码率（ＢＥＲ）的恶化则在两个量级以上，且随着扰动开始点的后移而更加恶化。这说明为保证系统受扰后能正常工作，其光信噪比应有相当大的裕量。ＥＤＦＡ饱和越浅，系统受扰动的影响就越严重。     

任意点阵衍射图形的DOE优化设计

本文利用模拟退火算法对任意点阵衍射图形的纯相位衍射元件进行了优化设计,针对收敛性和收敛速率对算法进行了适当修正,取得了令人满意的计算结果。     

受扰陆上级联掺铒光纤放大器系统的特性分析

通过引入描述扰动程度的参数X和描述掺饵光纤放大器(EDFA)饱和特性陡度的参数T,本文推出了一个归一化的EDFA增益表达式,并据此对系统受扰后的信号恢复特性和误码率变化进行了分析。结果表明：对EDFA饱和程度较浅的陆上光纤通信系统,出现小于1dB(X≥0.8)的微扰时,光功率经一级EDFA即可恢复其原值的90%;系统经3dB扰动(X=0.5)后,光功率(信号和噪音功率之和)经过三级EDFA方能恢复到原值的90%,但系统误码率(BER)的恶化则在两个量级以上,且随着扰动开始点的后移而更加恶化。这说明为保证系统受扰后能正常工作,其光信噪比应有相当大的裕量。EDFA饱和越浅,系统受扰动的影响就越严重。     

利用光纤-光栅对1.06μm皮秒光脉冲压缩

本文报道了利用光脉冲在10m单模光纤中传播所产生的自相位调制(SPM)、互相位调制(XPM)、群速色散(GVD)和受激喇曼散射(SRS)的共同作用,实现光脉冲光谱和时间加宽,经光栅对线性啁啾补偿后,将脉宽15ps的1.06μm光脉冲压缩至小于6ps,能量大于100nJ,压缩比>2.5。