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.     

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。     

一种增益平坦的光子晶体拉曼光纤放大器

为解决传统拉曼放大器增益系数低和增益不平坦的问题,采用级联光子晶体光纤的设计方法设计了一种增益平坦的拉曼光纤放大器.采用受激拉曼散射效应的稳态分析理论,分析了光子晶体光纤的拉曼增益谱,建立了拉曼放大器的理论模型.通过解耦合方程,推导了实现增益平坦的约束条件,发现光纤长度和泵浦功率是影响拉曼光纤放大器增益平坦度的两个参数.仿真结果表明,在1 508～1 544 nm的带宽范围内,实现了一个增益高达21 dB,增益平坦度仅为0.14 dB的光子晶体拉曼光纤放大器,可在光纤通信系统应用中发挥重要作用.     

在同种光纤中实现RFA增益平坦化的方法

提出了一种新的光纤拉曼放大器设计方法:在同一种光纤内运用不同波长的泵浦光源达到前增益后补偿的目的,最终实现在放大器输出端信号光增益谱平坦化。通过对拉曼增益谱前后沿做线性化处理,化简稳态SRS耦合波方程的解析解,最终在输出端得到了一个固定的功率输出值。模拟结果表明:所设计的放大器具有增益平坦度好、增益高的优点,且设计方法简单。该方案为增益平坦化的拉曼光纤放大器设计提供了一种新的思路。     

级联双包层铒镱共掺光纤放大器的性能分析

基于速率方程和光传输方程,对级联双包层铒镱共掺光纤放大器（Er3+/Yb3+ co-Doped Fiber Amplifier,EYDFA）进行了研究.数值模拟计算得到级联双包层EYDFA的最佳光纤长度,以及前后向泵浦功率之比和光隔离器位置对于增益以及噪音系数的影响.通过选择合适的前后向泵浦功率之比和隔离器的位置优化级联放大器结构,其增益提高了4 dB,噪音系数降低了近3 dB.     

一种增益平坦的光子晶体拉曼光纤放大器（英文）

为解决传统拉曼放大器增益系数低和增益不平坦的问题,采用级联光子晶体光纤的设计方法设计了一种增益平坦的拉曼光纤放大器.采用受激拉曼散射效应的稳态分析理论,分析了光子晶体光纤的拉曼增益谱,建立了拉曼放大器的理论模型.通过解耦合方程,推导了实现增益平坦的约束条件,发现光纤长度和泵浦功率是影响拉曼光纤放大器增益平坦度的两个参数.仿真结果表明,在1 508~1 544nm的带宽范围内,实现了一个增益高达21dB,增益平坦度仅为0.14dB的光子晶体拉曼光纤放大器,可在光纤通信系统应用中发挥重要作用.     

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。     

多波长宽带拉曼放大器的优化设计

简化多波长宽带拉曼放大器功率耦合方程,利用多步平均功率法进行数值计算得到密集波分复用系统信号的合成拉曼增益.对传统的模拟退火优化算法进行改进,并应用于宽带拉曼放大器增益谱的优化设计.提出新的目标函数,综合考虑增益带宽、开关增益、增益平坦度等特征参数.基于该简化模型和优化方法研究多泵浦光源的个数、输入功率和波长分布对信号拉曼增益的影响,揭示拉曼放大器增益带宽、开关增益、增益平坦度、泵浦数目等主要参数之间的内在联系.仿真结果显示,信号平坦增益带宽△λ随着泵浦数的增多显著加宽,随开关增益的提高和平坦度的增加明显变窄.     

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.     

级联双包层铒镱共掺光纤放大器的性能分析

基于速率方程和光传输方程,对级联双包层铒镱共掺光纤放大器(Er3+/Yb3+ co-Doped Fiber Amplifier,EYDFA)进行了研究.数值模拟计算得到级联双包层EYDFA的最佳光纤长度,以及前后向泵浦功率之比和光隔离器位置对于增益以及噪音系数的影响.通过选择合适的前后向泵浦功率之比和隔离器的位置优化级联放大器结构,其增益提高了4 dB,噪音系数降低了近3 dB.     

Gain and gain-flatness improved photonic crystal fiber Raman amplifier based on a dual-pass amplification configuration with single pump laser

A gain and gain-flatness improved L-band dual-pass Raman fiber amplifier (RFA) utilizing a photonic crystal fiber (PCF) as gain medium is demonstrated. By introducing complementary gain spectra of typical forward and backward pumping single-pass RFA using the same PCF, we finally achieve average net gain level of 22.5 dB with a ±0.8 dB flattening gain in 20-nm bandwidth from 1595 nm to 1615 nm, which is rare in RFAs with only one single pump and no flattening filter. Compared with the single-pass pump configurations, gain level, flatness and bandwidth are greatly improved by using the dual-pass amplification configuration. The limitation of this configuration caused by multi-path interference (MPI) noise and stimulated Brillouin scattering (SBS) is also discussed.     

Multistage gain-flattened hybrid optical amplifier at reduced wavelength spacing

In this paper, two stage hybrid optical amplifier (HOA) composed of a single erbium doped fiber amplifier and Raman amplifier is proposed for dense wavelength division multiplexed (DWDM) system and investigate the impact of reduced channel spacing. The performance has been evaluated in the term of gain, gain flatness and noise figure. Also, using gain equalization technique, hybrid optical amplifier that has a gain flatness of 3 dB, and a noise figure of less than 7.4 dB is observed.     

Design of Raman-parametric fiber amplifier for wavelength division multiplex transmission system

We optimize the novel configuration of a hybrid fiber amplifier - Raman assisted-fiber-based optical parametric amplifier （R-FOPA）, in which the parametric gain and Raman gain profiles are combined to achieve a flat composite gain profile. The pump powers and the fiber length in the hybrid amplifier are effectively optimized by genetic algorithm （GA） scheme. The optimization results indicate that the RFOPA can achieve a 200-nm flat bandwidth spectrum with the gain of 20 dB and ripple of less than 4 dB.     

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。     

一种新颖的宽带光纤喇曼放大器优化设计方法

介绍了一种新颖的宽带光纤喇曼放大器的优化设计方法.通过研究多波长后向泵浦光纤喇曼放大器的传输方程, 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,然后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,从而设计出具有较宽平坦增益带宽的光纤喇曼放大器.该算法是一种简单有效的优化方法.     

Optimally gain-flattened and dispersion-managed C + L-band hybrid amplifier using a single-wavelength pump laser

We propose a hybrid C-band erbium-doped fiber amplifier (EDFA) and L-band Raman fiber amplifier (RFA) using a single pump laser diode. The optimum pump sharing ratio to EDFA/RFA is 1/10 with a total pump power of 660 mW. Using multiple fiber Bragg gratings (FBGs) with various reflectivities at different positions along the dispersion compensation fiber, the optimum dispersion compensation and power equalization for C + L-band channels are simultaneously realized. With an input power of −20 dBm/ch, the signal power variation among the channels is reduced from 9.8 dB to less than ±0.5 dB. Two pump reflectors are introduced to increase the pumping efficiency.     

Gain ripple minimization in fiber Raman amplifiers based on variational method

In this paper, the variational method is employed for minimizing the gain ripple of multi-wavelength fiber Raman amplifiers. The variance of gain spectrum of the fiber Raman amplifier is regarded as the cost function, restriction on total pump power and average gain is given as the constraints of the minimization problem. It is shown that the minimization problem with any necessary constraints on the pump powers, average gain and signal to noise ratio, is reduced to a two-point boundary value problem. The method gives the entire possible local and global solutions. The method is applied to different examples of fiber Raman amplifiers with different lengths from 25 km to 100 km and different numbers of pumps from 4 to 20 to determine the pump powers and wavelengths for minimum gain ripple. It was obtained for a 100 km fiber Raman amplifier the gain ripple can be about 0.1 dB with on-off gain more than 20 dB.