宽带聚光光纤拉曼放大器研究

宽带聚光光纤拉曼放大器研究

一、宽带集中式光纤喇曼放大器的研究(论文文献综述)

程前[1](2019)在《TDM抽运光纤喇曼放大器电路设计及实验研究》文中研究指明随着现代通信技术的不断发展,光纤通信系统对信道容量的要求也越来越高。光放大器作为光纤通信的重要组成一直是人们研究的重点。光纤喇曼放大器(FRA)因为其具有宽带宽、噪声低、可实现分布式放大等一系列优势成为现代光纤通信中关键技术,在密集波分复用光通讯系统中得到广泛应用。但是光纤喇曼放大器也存在自身的缺点:例如因为对不同波长的光增益不同造成的增益不平坦,导致误码率升高。目前主要使用空间波分复用的方式,但这种方法会因为不同波长的波在光纤内相互干扰,发生非线性效应造成信噪比变低。针对这一问题,本文提出将时分复用运用到FRA中,使在一个时间点只有一种波长的光波,避免了多抽运光之间相互作用产生四波混频等非线性效应。设计了TDM抽运FRA,并设计出结构图,针对各部分功能进行介绍。然后针对TDM抽运FRA中电路部分——半导体激光器驱动系统进行设计与实验。首先设计出半导体激光器驱动电路,通过Multisim软件进行仿真,其中包括延时缓冲电路,实现了500ms的延时,有效防止了开关闭合时产生的电流浪涌可能对激光器造成的损害;设计出限流保护电路,利用继电器实现对激光器的过流保护,对现有设计进行了革新,增加了电压跟随器使保护电路更加稳定;针对激光器的电源驱动,设计了恒流源,实现对激光器进行稳定供电。采用专用基准电压芯片REF02设计基准电压源,实现5V输出,基于专用温度控制芯片MAX1978,设计出LD温控电路。基于仿真结果,搭建电路进行实验测试,恒流源实现了0.24%的高稳定度输出;基准电压源稳定度也达到0.2%;对保护电路进行多次试验,成功实现了对激光器的过流保护;对温度控制系统进行测试,成功实现了温度控制;为TDM抽运FRA下一步工作做好准备。

张明明[2](2017)在《TDM抽运光纤喇曼放大器的色散研究》文中提出随着光纤通信技术的迅速发展,大容量、长距离、超高速通信系统成为限制其发展的重要瓶颈。信号在光纤的传输过程中,受到光纤损耗、色散以及各种非线性效应的影响。光纤损耗造成的码间形变与串扰可以通过喇曼放大器(FRA)放大补偿,因此,色散引起的码间串扰与展宽成为限制光纤通信的主要因素。抽运光在时间上分时出现,多波长时分复用(TDM)抽运方案可以避免抽运光之间相互作用、非线性效应以及四波混频效应等。因为前向抽运时信号光放大容易发生非线性效应并受自发辐射噪声(ASE)等影响,而采用反向抽运时,抽运光对信号光的波动有平均效应,因此,我们采用后向抽运这一抽运方式。本文是对多波长时分复用(TDM)反向抽运情况下的FRA中的色散行为进行仿真。本文从喇曼放大器的非线性偏微分耦合方程组出发,将反向泵浦对信号光的影响转化为一个随距离变化的增益函数来描述,从而简化模型。在多波长TDM反向抽运时,通过分析信号光沿光纤上的功率分布,并利用Matlab仿真光纤的色散系数、抽运光的占空比、抽运光的数量变化对喇曼放大器的色散影响。并进一步分析了三阶色散情况下,三阶色散系数的符号、大小、信号光的脉宽变化及TDM多波长泵浦源组合对输出信号光的影响。结论表明:泵浦光的占空比、数量变化及多波长抽运源组合对喇曼放大器的色散影响不大。二阶色散以对称展宽为主,三阶色散主要表现为非对称畸变。

沈顺元[3](2014)在《混合式喇曼/掺铒光纤放大器特性及应用进展》文中研究表明介绍了光纤喇曼放大器的结构,分析了分布式喇曼放大器(DRA)的低噪声特性。对于Raman/EDFA(喇曼/掺铒光纤放大器)混合式光放大器的主要特性进行了深入讨论并介绍了它在波分复用光纤通信系统中的应用与进展。

韩经南[4](2010)在《混合光纤放大器在远距离传输中的应用》文中指出随着计算机网络及数据传输业务的飞速发展,光纤通信系统正朝着高速率,大容量,长距离发展。传统的EDFA具有增益高,输出功率大等优点,但是由于其波段固定并且增益不平坦,现阶段已无法满足远距离光纤通信发展。光纤喇曼放大器以其增益带宽大和传输光纤在线放大的特性,受到越来越多的关注。人们设想如果能将两种放大器混合使用,则可以使放大器在获得宽带宽的同时得到较好的增益平坦度和较好的噪声特性。本文在重点对FRA进行了一系列理论分析的基础上,对FRA和混合放大器的设计做了仿真、特性分析,所获得的结果对基于光纤喇曼放大器和混合光纤放大器的大容量、远长距离传输系统的设计具有重要的参考意义。

罗小东[5](2008)在《长距离光纤传感系统》文中指出随着我国大型建筑、长距离管道、铁路、地铁、油气矿井等的快速发展,研究先进的长距离传感系统对这些设施进行安全健康检测显得尤为迫切。与传统的电传感器相比,光纤传感器具有抗腐蚀性能、防电磁干扰、传输损耗低、信号带宽大等优点。尤其是准分布式和分布式光纤传感器能够在一段光纤上拥有大量的传感点,成为了长距离传感系统的最佳选择之一。本文分别对基于布拉格光纤光栅(FBG)的准分布式传感系统和基于相位光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式传感系统进行了研究,并实现了两种方式的长距离传感。首先,本文对FBG和Φ-OTDR传感系统的工作原理、应用及发展现状进行了系统的分析,对比其优缺点。接着研究分析了各种光纤放大技术的原理和优缺点,根据传感系统的特点和实际需要选择了将掺铒光纤放大和光纤喇曼放大技术应用于长距离光纤传感系统。然后,设计并搭建了可调环形腔光纤激光器以及长距离FBG传感系统。提出了采用双波喇曼和掺铒光纤混合放大的方式来延长系统传输距离。实验结果表明仅使用两只功率各170mW和180mW的喇曼泵浦,和一支40mW掺铒光纤泵浦,能够在100km的传输距离上获得大于57dB的优良信噪比。然后对系统远端的FBG进行了温度和静态应变实验,验证了系统的可靠性。同时将混合放大系统应用于光纤传感分析仪Si720,在100km远端获得了信噪比7dB的传感信号,并进行了温度和静态应变实验,验证了系统性能。最后,设计并搭建了基于掺铒光纤放大的Φ-OTDR传感系统。分析并测试了传感光纤的布里渊阈值,标定Φ-OTDR系统传感信号的最大功率。完成系统的扰动信号实验,并分析了基于掺铒光纤放大方式的优缺点。分别设计并搭建了基于前向喇曼放大和双向喇曼放大的Φ-OTDR传感系统,然后各自进行了扰动信号的传感实验,在50km的传感距离上获得了信噪比大于6dB的传感信号,并分析了基于这两种方式的Φ-OTDR传感系统的优缺点。

蓝新伟[6](2007)在《光脉冲在光纤喇曼放大器中传输特性的研究》文中进行了进一步梳理作为下一代光放大器的理想选择,研究光纤喇曼放大器有重大意义。当前,对宽带连续信号的光纤喇曼放大器的研究已经比较成熟,脉冲型信号的光纤喇曼放大器研究也正在进行中。本论文正是基于此,做了关于光纤喇曼放大器的相关研究,研究较为系统,重点放在了脉冲信号光纤喇曼放大器的研究,也着重做了与此相关的一些实验。论文的主要内容如下:1.回顾光通信和光纤放大器的发展和现状,着重讨论了光纤喇曼放大器的发展和趋势;2.研究光纤喇曼放大器的基本原理、性能指标、分类结构、连续信号和脉冲信号在光纤喇曼放大器中的理论模型,并且针对喇曼阈值进行了讨论;3.对连续信号光纤喇曼放大器进行了仿真计算研究,提出了求解常微分方程组两点边值问题的方法,探讨光纤喇曼放大器各个参量的影响,并结合起来对光子晶体光纤做增益介质的可行性进行了研究,采用了单信道和多信道模型;4.针对脉冲光在光纤中传输的模型对光纤中脉冲展宽,非线性效应及其互作用进行了仿真研究,同时,将这些脉冲现象引入光纤喇曼放大器进行研究,模拟了DCF喇曼放大器的色散补偿和放大特性,并针对啁啾脉冲在喇曼放大器中的现象进行了初步猜测讨论。5.进行了有效喇曼增益系数测量的实验,并且针对光纤喇曼放大器中会出现的脉冲展宽,自相位调制,受激布里渊散射进行了实验研究,最后验证了DCF喇曼放大器的色散补偿和放大作用。

陈志强[7](2007)在《C+L带集中式光纤喇曼放大器的研究》文中提出光纤喇曼放大器具有高增益、高饱和输出功率、低噪声、宽带宽、光信号功率波动小、结构简单等优点,是超长、超大容量密集波分复用系统的关键器件。本文对集中式光纤喇曼放大器及其设计进行系统的理论和实验研究。论文的主要内容包括:1.理论上系统地研究了光纤喇曼放大器的增益和噪声特性。分析了光纤长度、泵浦方式、信号功率和泵浦功率等参数对放大器增益特性和噪声特性的影响,特别讨论了功率转换效率问题。2.提出了一种高效、稳定、用于优化泵浦功率配置的算法。该算法基于放大器的非线性模型,将放大器的泵浦功率与输出增益特性(包括增益水平和增益平坦性)看作一个非线性模型的输入输出参量。算法以牛顿迭代法为基础,引入延拓法构造混合方法,从而实现全局快速收敛和良好的稳定性。3.提出了一种用于优化集中式放大器泵浦配置的算法。该算法基于放大器的泵浦功率积分模型,能够实现同时优化泵浦波长和功率。应用混合方法搜索最优泵浦波长,用二次规划方法求解最佳泵浦功率积分,从而减小搜索变量的规模。混合方法的快速性和搜索规模的减小使得算法的整体计算速度提高很多。首次提出初始损耗项的修正方法,使基于泵浦功率积分模型的算法能够用于大信号、高增益的集中式放大器。4.详细研究了采用激射光反馈实现增益箝制的技术。首次研究了泵浦光与激射光的方向对双耦合器结构箝制性能的影响,比较了不同箝制结构(双耦合器、双环形器、混合结构)的特点和性能。此外,分析了激射光波长、反馈深度等因素对三种结构箝制性能的影响。基于上述分析结果,提出关于优化箝制结构的建议。5.成功研制国内首台集中式色散补偿型C+L波段宽带光纤喇曼放大器样机并对其进行实验研究和性能测试。将泵浦源的电源和光纤器件集中于样机中,实现样机小型化。首次采用数字、模拟混合型电路实现泵浦激光器的电流调整、数字化监控,为将来放大器的智能化设计打下基础。研究结果表明,该样机工作带宽为75nm(1530-1605nm),可提供10dB以上的净增益;在平均净增益为10dB时,工作带宽内增益起伏约0.9dB,噪声指数低于7dB。

王英[8](2006)在《14xx nm喇曼光纤激光器研究》文中指出随着互联网迅速发展,电子商务、远程教育、信息检索、文化娱乐、电视商品信息等应用对网络传输的带宽及速度的要求也越来越高,光纤网络的发展对商务市场及全球信息系统的影响将不亚于Internet,IP时代将是全光通信网络的时代。但是,第一代WDM网络无论其传输质量、对带宽的利用率、无电中继最大传输距离、网络的延伸扩展性等方面都无法满足日益增长的需求。光网络功能和性能的进步主要取决于所使用的光电子元器件,器件的先进性、可靠性和经济性会直接影响到系统设备乃至整个网络的生命力和市场竞争力。作为光网中不可缺少的重要器件,掺铒光纤放大器(EDFA)的增益谱只能覆盖C波段(1529~1561nm)和L波段(1570~1610nm)。而石英单模光纤在1550nm波段的低损耗窗口拥有几十THz的带宽,目前还远没有充分利用。喇曼光纤放大器,以其低噪声特性和几乎无限制的应用带宽,成为当今光放大器研究的热点,是下一代超大容量超长距离光通信系统的一项关键技术,分布式喇曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier)/掺铒光纤放大器(Er Doped Fiber Amplifier)混合放大器已经成为下一代宽带、高速光网络中光放大器的解决方案。实现分布式喇曼光纤放大的关键技术之一就是泵浦源。本文提出一种新结构喇曼光纤激光器,并就相关理论与实验开展了研究工作。在1342nm固体激光器的抽运光准直系统,晶体热效应,二极管端面抽运的固体激光器腔模匹配建模、仿真优化,光纤喇曼效应的耦合波理论分析与实验研究,光纤光栅谐振腔特性分析及设计,喇曼光纤激光器的耦合理论建模、腔内光渡越功率动态过程仿真,喇曼光纤激光器的阈值、输出耦合、泵浦功率、增益光纤长度的仿真优化,喇曼光纤激光器实验等等方面进行了细致的研究。(1)构造了一种新颖的基于1342nm固体激光器泵浦的14xx nm光纤激光器结构。通过单级喇曼频移实现14xx nm的喇曼激光输出,实现了一种紧凑、高效、稳定的喇曼光放大器泵浦源。(2)从非线性耦合波理论出发,分析并仿真了信号光通量与喇曼散射光通量随着深入介质的长度z之间的演变。对受激喇曼散射的增益阈值条件、小信号增益及饱和增益特性建立模型并进行仿真,得出除光纤种类之外的喇曼增益影响因子为:光纤长度、泵浦功率;设计并进行了常规单模传输光纤、色散位移光纤、高非线性效应光纤的增益特性实验,验证了理论分析中着两个因子对喇曼增益的影响。(3)构建了端面抽运1342nm固体激光器实验系统,在端面抽运Nd3+:YVO4固体激光器结构下,首次提出采用双圆柱面镜进行二极管抽运光的准直,利用光线追踪理论,建立了该准直系统的理论模型;创建了双圆柱面镜准直系统的设计及优化方法;进行了系统结构参数的准直仿真分析和优化。通过该方法设计的准直系统,在实际应用中达到了与传统非球面柱面镜相同的准直效果。(4)研究了端面抽运Nd3+:YVO4固体激光器的热透镜效应;从热传导方程出发,研究了高斯光束抽运时晶体中轴向与径向的温度场分布;采用一种简化模型,建立了Nd3+:YVO4晶体热透镜焦距的模型,仿真结果表明,该模型输出结果与实际测量结果达到同一个数量级,所以对实际设计端面抽运Nd3+:YVO4固体激光器具有重要的参考价值。(5)从激光器的谐振腔理论与光线追踪理论出发,建立了Nd3+:YVO4端面抽运固体激光器的腔模与抽运光斑匹配模型;设计了激光器的腔模参数与抽运光斑参数的控制方法;通过仿真优化,获得了一套实用的激光器结构参数。该参数在Nd3+:YVO4实验系统中得到了很好的验证。(6)从耦合模理论出发,研究了光纤光栅作为波长选择器件的特征波长、反射光谱线宽及反射率;着重研究了光纤光栅作为激光器谐振腔的相关特性,根据光纤激光器条件,在单模光纤上设计了激光器全反射光栅和部分反射光纤光栅参数,并研究了激光器的纵模特性。(7)建立了基于双向Stocks波的单级频移喇曼光纤激光器耦合波方程,对激光器的动态过程进行了仿真研究;通过系统中激光的建立过程仿真,优化并设计了光纤激光器的增益长度、输出耦合反射率及泵浦光功率大小。(8)建立了14xx nm光纤激光器实验系统,实验研究了喇曼光纤激光器的输出特性,针对增益光纤长度、输出光栅透过率进行了实验研究并验证了理论模型仿真结果。

聂玲[9](2005)在《喇曼—掺铒光纤混合放大器的设计及增益平坦实验研究》文中研究表明信息时代人们要求越来越多的信息服务,这就要求有越来越宽的传送网络带宽来满足人们的需要。光信号中继放大是近年来人们研究的热点技术问题:EDFA技术比较成熟,它具有损耗低,增益高,输出功率大等优点,但却存在带宽(1530nm-1565nm)不够大,增益谱不平坦等缺点;实现边传输边放大的分布式光纤喇曼放大器增益带宽比较宽,并可以消除噪声累积现象,但是增益不高、增益谱线不平坦;如果能将两种放大器混合使用,则可以使放大器在获得宽带宽的同时得到较大输出功率和较好的噪声特性,但是混合放大器的增益谱也不平坦,因此如果要达到实用化的目的,对其增益谱线进行平坦就是一个非常关键的技术问题。本文首先对光纤放大器发展历史和现状及其运用前景作了介绍,并对喇曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的原理及相关参数进行了解释和分析,并就混合放大器的光路设计、器件选取作了简单的分析说明,然后着重设计了喇曼光纤放大器大功率泵浦驱动电路、控制电路以及多泵浦合成驱动电路,内容主要包括温度控制、功率控制、保护电路、泵浦运行状态参数获取及显示电路,以及和PC 机的通讯电路及软件等等;针对混合放大器增益谱线平坦的关键技术问题,本文利用高频CO2写入的长周期光纤光栅作为增益平坦器进行了平坦,这种长周期光纤光栅具有插入损耗低、偏振相关损耗小、体积小、易于批量生产等优良特性。最后利用设计的驱动电路来驱动Raman/EDF 混合放大器并进行了多泵浦增益平坦和长周期光纤光栅增益平坦的联合平坦研究实验。总之,本论文设计了大功率泵浦模块的驱动控制和多泵浦驱动集成,实验证明可提供1.2A 的驱动电流,达到了实用的目的;然后对光纤放大器C 波段和L波段的增益谱线进行了一系列平坦实验,在C 波段和L 波段分别进行增益平坦试验,平坦度分别达到了1.2dB 和1.1dB,对实际传输系统具有一定的指导意义。

王艳芬[10](2005)在《光纤喇曼放大器的特性及其在WDM系统中的应用研究》文中研究说明信息时代要求未来的通信网络具有宽带、高速、长距离、大容量的特点,以满足不断增长的多种通信业务的需求。密集波分复用技术+光纤放大器技术是目前光通信系统中提高系统传输容量最有效的手段,而光纤放大器技术中光纤喇曼放大器FRA 以其宽带宽、在线放大、低噪声系数等优势越来越受到人们的关注,尤其是在海底跨洋光纤通信、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。本文主要从光纤喇曼放大器的理论出发,基于VPITransmissionmaker 仿真平台,对光纤喇曼放大器的非线性效应,比如泵浦噪声、色散补偿以及交叉相位调制等特性对系统性能的影响作了理论研究和仿真分析,同时对光纤喇曼放大器在波分复用光纤通信系统中的应用进行了研究。第二章首先介绍了光纤喇曼放大器的原理以及其特性,在此基础上搭建了光纤喇曼放大器理论模型,建立了功率分析和模场分析模型,并对以后仿真中将要用到的喇曼增益谱曲线,光纤损耗曲线以及色散曲线进行了拟合,最后介绍了一些光子设计自动化仿真软件和本文主要使用的仿真工具—VPI Transmissionmaker。第三章主要从色散管理的角度出发,在基于光纤喇曼放大器的WDM 系统中,分析了DCF 色散补偿光纤放置位置和补偿程度对系统性能的影响,研究了最佳色散补偿方案的选择。仿真中主要研究在固定DCF 色散系数和固定DCF 色散长度两种情况下最佳色散补偿方案的选取。第四章在第三章分析的基础上,选取最佳色散补偿方案的WDM 系统,深入研究系统中具体的非线性效应(比如交叉相位调制XPM)对系统性能的影响。首先从理论上证明了色散补偿确实可以减小交叉相位调制对系统性能的影响,接下来给出基于FRA 的色散补偿系统中交叉相位调制的理论模型,应用文献中的思路得到了各种色散补偿方案下表征交叉相位调制的强度滤波器模型,从而可以对色散补偿系统进行快速性能估计,寻找优化色散补偿方案。最后在基于FRA 的WDM 系统中,选取最佳色散补偿方案时,通过VPITransmissionmaker 仿真试验平台研究交叉相位调制效应引起的输出光信号强度起伏的相对大小,来确定最佳色散补偿系数,从而得到色散管理方案对系统性能的影响。第五章研究了宽带光纤喇曼放大器的泵浦噪声,利用文献中理论推导的泵浦对信号的相对幅度噪声公式,研究了泵浦的损耗和波动对光纤通信系统中信噪比(OSNR)和误码率(BER)的影响关系。仿真中给泵浦加载一个峰值很小的正弦波,相当于对泵浦进行强度调制,使泵浦产生损耗和波动,由此来模拟泵浦的

二、宽带集中式光纤喇曼放大器的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、宽带集中式光纤喇曼放大器的研究(论文提纲范文)

(1)TDM抽运光纤喇曼放大器电路设计及实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本论文主要工作和章节安排
    1.4 本章小结
第二章 TDM抽运FRA理论研究
    2.1 FRA的基本原理
        2.1.1 受激喇曼散射
        2.1.2 FRA的分类
        2.1.3 FRA抽运方式
    2.2 FRA的特性
        2.2.1 FRA的增益
        2.2.2 FRA的噪声
        2.2.3 FRA的偏振特性
        2.2.4 FRA色散管理
    2.3 时分复用(TDM)原理
        2.3.1 时分复用基本原理
        2.3.2 时间同步与划分
        2.3.3 光时分复用
    2.4 TDM抽运FRA概述
    2.5 本章小结
第三章 TDM抽运FRA电路设计与研究
    3.1 TDM抽运FRA设计
    3.2 半导体激光器驱动系统
        3.2.1 半导体激光器原理
        3.2.2 半导体激光器驱动电路整体设计
        3.2.3 延时缓冲电路模块
        3.2.4 恒流源模块
        3.2.5 保护电路模块
        3.2.6 基准电压源模块
    3.3 半导体激光器温度控制系统
        3.3.1 半导体激光器的温度特性
        3.3.2 PID控制
        3.3.3 温度控制系统设计
    3.4 系统控制部分
    3.5 本章小结
第四章 TDM抽运FRA电路仿真与测试
    4.1 半导体激光器驱动系统仿真与实验结果
        4.1.1 延时缓冲电路仿真与实验
        4.1.2 恒流源仿真与实验
        4.1.3 基准电压源仿真与实验
        4.1.4 保护电路仿真与实验
        4.1.5 仿真实验结果分析
    4.2 温控系统测试
    4.3 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(2)TDM抽运光纤喇曼放大器的色散研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及创新点
    1.2 光纤喇曼放大器的研究进展
        1.2.1 光纤喇曼放大器(FRA)的泵浦源
        1.2.2 光纤喇曼放大器(FRA)的分类
    1.3 光纤喇曼放大器的应用
    1.4 喇曼放大器(FRA)色散的国内外研究现状
        1.4.1 国内研究现状
        1.4.2 国外研究现状
    1.5 论文的主要工作和章节安排
    1.6 本章小结
第二章 光纤喇曼放大器的原理及色散原理
    2.1 光纤喇曼放大器的原理
        2.1.1 喇曼散射的基本理论
        2.1.2 受激喇曼散射(SRS)的基本理论
    2.2 光纤喇曼放大器的色散原理
        2.2.1 喇曼放大器上的色散来源
        2.2.2 光纤上的色散分类
        2.2.3 光纤上的群速度色散(GVD)
    2.3 光纤喇曼放大器的非线性效应
        2.3.1 受激布里渊散射(SBS)
        2.3.2 四波混频(FWM)
        2.3.3 自相位调制(SPM)
        2.3.4 交叉相位调制(XPM)
    2.4 本章小结
第三章 TDM抽运FRA的色散及数值分析
    3.1 FRA中的色散研究背景
        3.1.1 WDM系统中FRA的色散研究背景
    3.2 FRA中的色散数值分析
        3.2.1 FRA色散的数学模型
        3.2.2 FRA色散的数值方法
    3.3 TDM抽运FRA的原理
    3.4 TDM反向抽运FRA中信号光功率分布
        3.4.1 多波长反向抽运FRA光纤功率分布
        3.4.2 TDM抽运FRA中信号光功率分布
    3.5 本章小结
第四章 TDM抽运FRA的色散仿真
    4.1 FRA色散补偿简介
    4.2 TDM抽运FRA创新点
    4.3 TDM抽运FRA简化模型
    4.4 TDM反向抽运FRA色散仿真
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(3)混合式喇曼/掺铒光纤放大器特性及应用进展(论文提纲范文)

0 引言
1 光纤喇曼放大器
2 Raman/EDFA混合光放大器性能
    2.1 噪声特性[2, 3]
    2.2 增益谱特性
3 Raman/EDFA在WDM系统中应用

(4)混合光纤放大器在远距离传输中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光放大器的分类与发展
        1.2.1 掺稀土元素光纤放大器发展概况
        1.2.2 光纤喇曼放大器的发展概况
    1.3 掺铒光纤放大器和喇曼放大器在通讯系统中的应用
        1.3.1 掺铒光纤放大器的应用
        1.3.2 喇曼光纤放大器的应用
    1.4 混合光纤放大器的研究
    1.5 本论文的内容安排
第二章 光纤喇曼放大器工作原理及理论分析
    2.1 喇曼散射及喇曼放大器原理
    2.2 受激喇曼散射及相关特性研究
        2.2.1 喇曼增益系数
        2.2.2 喇曼散射阈值
    2.3 喇曼光纤放大器的结构及各部分功能
    2.4 喇曼放大器的工作特性
        2.4.1 喇曼放大器的噪声特性
        2.4.2 喇曼放大器的增益特性
    2.5 与EDFA特性的对比
    2.6 本章小结
第三章 光纤喇曼放大器的设计及其仿真分析
    3.1 研究背景
    3.2 光纤喇曼放大器理论模型
    3.3 模拟仿真软件VPI[52]简要介绍
    3.4 光纤喇曼放大器仿真系统模型
    3.5 宽带光纤喇曼放大器的设计及仿真分析
        3.5.1 泵浦方式的选择
        3.5.2 喇曼光纤类型以及光纤长度的选择
    3.6 喇曼放大器增益特性仿真分析
        3.6.1 增益随泵浦功率的变化
        3.6.2 增益随信号功率的变化
        3.6.3 增益平坦度与泵浦波长关系
    3.7 本章小结
第四章 宽带混合光纤放大器的设计及其仿真分析
    4.1 研究背景
    4.2 混合光纤放大器的设计思想
    4.3 混合光纤放大器常见结构
    4.4 分布式混合光纤放大器的设计思路
    4.5 放大器的参数选择
        4.5.1 掺铒光纤放大器的参数选择
        4.5.2 混合光纤放大器的参数设计
    4.6 混合放大器的噪声特性研究
    4.7 宽带混合光纤放大器的增益平坦特性研究
    4.8 本章总结
总结与展望
致谢
参考文献

(5)长距离光纤传感系统(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 光纤传感器发展概况
    1.2 光纤传感器的分类
    1.3 准分布式光纤传感系统的研究与发展
        1.3.1 准分布式光纤传感的种类
        1.3.2 FBG 传感器原理
        1.3.3 长距离FBG 传感器系统的研究现状
    1.4 分布式光纤传感系统的研究与发展
        1.4.1 分布式光纤传感的种类
        1.4.2 基于后向散射分布式光纤传感系统结构
        1.4.3 Φ-OTDR 技术研究与发展现状
    1.5 课题研究内容及意义
第二章 常用光纤放大器原理
    2.1 前言
    2.2 掺铒光纤放大器
        2.2.1 EDFA 基本原理
        2.2.2 EDFA 基本结构及分类
        2.2.3 EDFA 增益频谱
        2.2.4 EDFA 的优缺点
        2.2.5 其它掺杂光纤放大器
    2.3 喇曼光纤放大器
        2.3.1 FRA 基本原理
        2.3.2 FRA 基本结构及分类
        2.3.3 FRA 的优缺点
    2.4 半导体光纤放大器
    2.5 光纤放大器的比较
    2.6 本章小结
第三章 长距离FBG 传感系统
    3.1 引言
    3.2 环形腔光纤激光器
        3.2.1 环形腔光纤激光器结构及原理
        3.2.2 环形腔光纤激光器的理论分析及计算
        3.2.3 可调谐滤波器的选择
        3.2.4 基于光纤环形激光器的FBG 传感系统结构
        3.2.5 基于光纤环形激光器的FBG 传感系统实验及分析
    3.3 基于双波长FRA 和EDFA 放大的FBG 传感系统
        3.3.1 FBG 传感系统光放大器设计
        3.3.2 双波长FRA 和EDFA 混合放大的FBG 传感系统结构
    3.4 FBG 传感理论及估算
    3.5 长距离FBG 传感实验
    3.6 长距离FBG 传感系统的容量
    3.7 基于光纤传感分析仪的长距离FBG 传感系统
    3.8 本章小结
第四章 长距离Φ-OTDR 传感系统
    4.1 引言
    4.2 Φ-OTDR 基本原理及系统结构
        4.2.1 光纤中的光散射原理
        4.2.2 Φ-OTDR 系统结构
        4.2.3 Φ-OTDR 系统主要性能参数
        4.2.4 Φ-OTDR 系统光源的选取
    4.3 光纤布里渊阈值测量
        4.3.1 受激布里渊散射原理
        4.3.2 受激布里渊散射阈值
        4.3.3 布里渊散射阈值的测量
    4.4 基于EDFA 的Φ-OTDR 系统
        4.4.1 EDFA 在Φ-OTDR 的应用及其实验
        4.4.2 EDFA 在Φ-OTDR 的应用中的优缺点
    4.5 基于FRA 的长距离Φ-OTDR 系统
        4.5.1 单、双泵浦FRA 的理论仿真
        4.5.2 前向泵浦FRA 在Φ-OTDR 的应用及其实验
        4.5.3 双向泵浦FRA 在Φ-OTDR 的应用及其实验
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果

(6)光脉冲在光纤喇曼放大器中传输特性的研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 光纤通信的发展与现状
    1.2 光纤放大器的研究和进展
    1.3 采用喇曼放大的意义
    1.4 光纤喇曼放大器的发展状况
    1.5 本论文的主要内容
第二章 光纤喇曼放大器的基本理论研究
    2.1 光纤喇曼放大器的基本原理
    2.2 光纤喇曼放大器的性能指标
    2.3 光纤喇曼放大器的分类和简化结构
    2.4 光纤喇曼放大器的理论模型
    2.5 喇曼阈值的讨论
第三章 光纤喇曼放大器仿真及关于光子晶体光纤做增益介质的讨论
    3.1 基于单信号模型的参数讨论
    3.2 光纤喇曼放大器的多信号模型及仿真
        3.2.1 增益和噪声的仿真求解
        3.2.2 光纤喇曼放大器的仿真
    3.3 光子晶体光纤的介绍及其计算方法
    3.4 应用于光纤喇曼放大器中所需要解决的光子晶体光纤的参数
    3.5 关于光子晶体光纤作为增益介质的讨论
        3.5.1 有效喇曼增益系数
        3.5.2 损耗的影响
        3.5.3 泵浦光功率
        3.5.4 现有的低损耗的光子晶体光纤与DCF 的比较
        3.5.5 运用多信号仿真模型再次对上述光纤进行比较
第四章 脉冲在光纤中的传输以及脉冲喇曼放大器的相关讨论
    4.1 非线性薛定谔方程的求解
    4.2 光纤传输过程中的色散和非线性效应
        4.2.1 色散效应
        4.2.2 自相位调制和交叉相位调制
    4.3 光脉冲在光纤喇曼放大器中的传输
        4.3.1 脉冲在光纤喇曼放大器中传输的耦合方程
        4.3.2 用脉冲波方程取代连续波方程的必要性
        4.3.3 GVD 参量和初始脉冲宽度对光纤喇曼放大器脉冲展宽的影响
        4.3.4 做色散补偿的DCF 喇曼放大器
        4.3.5 带啁啾的脉冲信号在光纤喇曼放大器中传输的讨论
第五章 喇曼放大器实验研究
    5.1 光纤喇曼增益系数曲线的测定
    5.2 脉冲在光纤喇曼放大器中的传输实验
        5.2.1 实验仪器
        5.2.2 实验光路
        5.2.3 实验结果与分析
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢

(7)C+L带集中式光纤喇曼放大器的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 光纤喇曼放大器的产生
        1.1.1 光纤通信的历史回顾
        1.1.2 主要光放大器的类型和特点
        1.1.3 光纤喇曼放大器的产生
    1.2 光纤喇曼放大器的发展
        1.2.1 光纤喇曼放大器的研究进展
        1.2.2 光纤喇曼放大器的应用
        1.2.3 光纤喇曼放大器的产品
    1.3 光纤喇曼放大器的研究现状和课题的研究意义
        1.3.1 光纤喇曼放大器的研究现状
        1.3.2 课题的研究意义
    1.4 本文的主要内容和完成的主要工作
        1.4.1 本文的主要内容
        1.4.2 攻读博士期间完成的主要工作
第二章 光纤喇曼放大器的基本原理及其特性研究
    2.1 光纤喇曼放大器的理论基础
        2.1.1 喇曼散射
        2.1.2 受激喇曼散射
        2.1.3 光纤中的喇曼增益谱
        2.1.4 光纤喇曼放大器的机理及结构
    2.2 光纤喇曼放大器的增益特性
        2.2.1 几个概念问题
        2.2.2 单泵浦单通道放大器的增益特性
        2.2.3 多泵浦多通道放大器的增益特性
        2.2.4 功率转换效率
    2.3 光纤喇曼放大器的噪声特性
        2.3.1 放大的自发喇曼散射噪声
        2.3.2 瑞利散射噪声
        2.3.3 噪声指数
    2.4 光纤喇曼放大器的泵浦源
第三章 光纤喇曼放大器增益优化理论
    3.1 光纤喇曼放大器的增益平坦性优化
        3.1.1 增益平坦性优化的概念
        3.1.2 平坦性优化算法和技术
        3.1.3 混合算法的原理
    3.2 基于非线性模型的增益优化
        3.2.1 非线性模型的建立和优化过程
        3.2.2 优化实例和算法的特点
    3.3 基于功率积分模型的增益优化
        3.3.1 功率积分模型以及优化过程
        3.3.2 计算实例以及初值估算方法
    3.4 光纤喇曼放大器的增益箝制优化
        3.4.1 激射光波长的影响
        3.4.2 泵浦光和激射光方向的影响
        3.4.3 环形腔损耗的影响
        3.4.4 其它环形腔结构的研究
        3.4.5 不同环形腔结构的比较
        3.4.6 关于箝制结构优化的建议
第四章 光纤喇曼放大器的实验研究和样机制作
    4.1 色散补偿光纤的损耗系数的测量
    4.2 色散补偿光纤的喇曼增益系数的测量
    4.3 光纤喇曼放大器的增益特性
    4.4 光纤喇曼放大器的ASE 噪声
    4.5 光纤喇曼放大器的性能测试
    4.6 放大器样机的传输测试实验
    4.7 放大器样机的制作
        4.7.1 样机的整体结构
        4.7.2 泵浦源的电源设计
总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(8)14xx nm喇曼光纤激光器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 课题来源与研究目的
        1.1.2 喇曼光纤激光器研究背景与意义
    1.2 喇曼光纤放大器
        1.2.1 喇曼光纤放大器特点
        1.2.2 喇曼光纤放大器的基本结构
    1.3 喇曼光纤激光器
    1.4 本论文的主要内容和篇章结构
2 喇曼散射原理和光纤中的受激喇曼散射
    2.1 喇曼散射的基本原理
        2.1.1 自发喇曼散射
        2.1.2 受激喇曼散射
    2.2 光纤中的受激喇曼散射
        2.2.1 光纤中喇曼增益谱
        2.2.2 光纤受激喇曼散射的阈值
        2.2.3 光纤受激喇曼散射增益
    2.3 光纤喇曼散射增益实验研究
        2.3.1 喇曼光纤增益实验设计
        2.3.2 泵浦光功率对喇曼增益的影响
        2.3.3 光纤长度对喇曼增益的影响
        2.3.4 增益光纤的选择
    2.4 本章小结
3 喇曼光纤激光器泵浦源关键技术研究
    3.1 端面抽运ND~(~(3+)):YVO_4 固体激光器
        3.1.1 Nd~(3+):YVO_4 晶体的基本性质
        3.1.2 端面抽运Nd~(3+):YVO_4 固体激光器结构
    3.2 采用双圆柱面镜的抽运光耦合系统
        3.2.1 快轴准直
        3.2.2 慢快轴准直
        3.2.3 准直光聚焦
        3.2.4 圆柱面镜进行快轴准直实验结果
    3.3 ND~(3+):YVO_4 晶体及热效应
        3.3.1 晶体中的温度
        3.3.2 Nd∶YVO_4 晶体的热透镜效应
    3.4 抽运光与谐振腔模的匹配
        3.4.1 谐振腔
        3.4.2 晶体热焦距位置及与泵浦光的模匹配
        3.4.3 实现谐振腔模与抽运模位置匹配的谐振腔型优化
    3.5 1342NM 激光器实验研究
    3.6 小结
4 光纤光栅谐振腔
    4.1 光纤光栅的基本原理
        4.1.1 光纤光栅的折射率调制函数
        4.1.2 相位匹配条件
    4.2 光纤光栅的滤波特性
        4.2.1 光纤光栅中的耦合波方程
        4.2.2 光纤光栅的反射特性
    4.3 光纤光栅谐振腔
    4.4 小结
5 喇曼光纤激光器理论模型仿真与实验研究
    5.1 14XX NM 喇曼光纤激光器结构
    5.2 喇曼光纤激光器理论模型和仿真
        5.2.1 喇曼光纤激光器数学模型
        5.2.2 喇曼光纤激光器仿真取值条件
        5.2.3 14xx nm 喇曼光纤激光器仿真
    5.3 喇曼光纤激光器实验研究
        5.3.1 喇曼光纤激光器实验平台及实验设计
        5.3.2 喇曼光纤激光器输出特性
        5.3.3 提高喇曼光纤激光器输出功率的因素分析
    5.4 小结
6 全文总结
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表论文目录
附录2 攻读博士学位期间研究项目及专利目录

(9)喇曼—掺铒光纤混合放大器的设计及增益平坦实验研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 光纤喇曼放大器和EDFA
        1.2.1 光放大器
        1.2.2 光纤喇曼放大器发展概述
        1.2.3 光纤喇曼放大器原理
        1.2.4 EDFA 掺铒光纤放大器概况
    1.3 喇曼光纤放大器和EDFA 的应用概况
        1.3.1 喇曼放大器的应用
        1.3.2 掺铒光纤放大器的应用概况
        1.3.3 混合放大器
    1.4 喇曼和EDFA 混合结构对性能的改善
    1.5 光纤放大器的增益平坦设计
        1.5.1 采用增益均衡器件实现增益平坦
        1.5.2 多波长泵浦用于喇曼放大器的增益平坦
    1.6 本课题的意义和研究内容
2 喇曼光纤放大器以及 EDFA 的理论
    2.1 喇曼放大的原理
        2.1.1 喇曼散射的描述
        2.1.2 喇曼阈值
    2.2 喇曼光纤放大器原理和增益特性
        2.2.1 喇曼放大器原理
        2.2.2 增益特性
    2.3 噪声特性
        2.3.1 放大器自发辐射噪声
        2.3.2 串话噪声
        2.3.3 瑞利散射噪声
        2.3.4 非线性和受激布里渊(SBS)后向散射的影响
    2.4 泵浦源及泵浦方式
        2.4.1 泵浦源
        2.4.2 泵浦方式
    2.5 喇曼放大器的分类
    2.6 EDFA 的放大原理
        2.6.1 掺铒光纤结构
        2.6.2 EDFA 的放大原理
        2.6.3 增益频谱
    2.7 EDFA 的基本结构
        2.7.1 三种基本结构
        2.7.2 EDFA 基本构件
    2.8 RFA/EDFA 的基本原理
    2.9 小结
3 喇曼-掺铒光纤混合放大器系统的设计
    3.1 混合放大器的典型结构
    3.2 系统结构
        3.2.1 泵浦激光器
        3.2.2 泵浦合波器
        3.2.3 信号—泵浦合波器
    3.3 混合放大器的设计
        3.3.1 泵浦的选择
        3.3.2 放大介质的选择
    3.4 半导体激光器结构和温度特性
        3.4.1 半导体激光器的原理结构
        3.4.2 半导体激光器的温度特性
    3.5 泵浦激光器模块的构成
        3.5.1 泵浦激光器的结构
        3.5.2 泵浦激光器模块的特性参数
    3.6 控制电路设计原理
        3.6.1 设计原理
        3.6.2 准比例积分(PI)调节器
    3.7 泵浦激光器控制原理
        3.7.1 泵浦激光器驱动电路设计
        3.7.2 泵浦激光器保护
        3.7.3 泵浦激光器驱动电路设计及其电流监控
        3.7.4 泵浦激光器电流监测电路设计
        3.7.5 温度监测和控制电路
    3.8 元器件介绍
        3.8.1 CPU
        3.8.2 看门狗 X5045
        3.8.3 A/D 转换器
        3.8.4 D/A 转换器
        3.8.5 肖特基二极管
        3.8.6 显示及通讯设计
        3.8.7 改进电路中使用的芯片
    3.9 电路图以及印制电路板的设计
    3.10 程序设计
    3.11 喇曼放大器驱动实验
    3.12 喇曼泵浦模块集成设计
    3.13 小结
4 喇曼-掺铒光纤混合放大器增益均衡实验研究
    4.1 设计思想
    4.2 基于LPFG 的增益均衡器
        4.2.1 LPFG 的特性
        4.2.2 利用温度调节的动态增益均衡器
        4.2.3 利用弯曲调节的动态增益均衡器
    4.3 多泵浦增益平坦实验研究
        4.3.1 实验结构及结果
        4.3.2 试验结果分析
    4.4 其他的增益均衡技术
    4.5 小结
5 全文总结
致谢
参考文献
附录:A 攻读硕士学位期间发表的论文
附录:B 大功率泵浦模块驱动电路原理图
独创性声明
学位论文版权使用授权书

(10)光纤喇曼放大器的特性及其在WDM系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
简略字表
第一章 引言
    1.1 光纤喇曼放大器产生的背景
    1.2 光纤喇曼放大器的优势
    1.3 光纤喇曼放大器的应用
        1.3.1 FRA 的宽带应用
        1.3.2 FRA 在城域网中的应用
        1.3.3 FRA 在光孤子通信中的应用
    1.4 光纤喇曼放大器的研究现状及趋势
    1.5 论文的主要内容
第二章 光纤喇曼放大器原理及其理论模型
    2.1 光纤喇曼放大器原理
    2.2 光纤喇曼放大器的特性
        2.2.1 FRA 的增益与饱和特性
        2.2.1 FRA的增益与饱和特性
        2.2.2 FRA的增益带宽特性
        2.2.3 FRA的噪声特性
        2.2.3.1 ASE 噪声
        2.2.3.2 串话噪声
        2.2.3.3 瑞利散射噪声
        2.2.4 FRA的大功率泵浦源
    2.3 光纤喇曼放大器理论模型
    2.4 仿真平台 VPITransmissionmaker—光子设计自动化软件
    2.5 本章小结
第三章 基于宽带光纤喇曼放大器的 WDM 系统中色散补偿的研究
    3.1 研究背景
    3.2 仿真模型
    3.3 仿真结果与分析
        3.3.1 固定DCF 长度,色散补偿率对系统性能的影响
        3.3.2 固定DCF 色散系数,色散补偿率对系统性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 基于 FRA 的色散补偿系统中交叉相位调制(XPM)的研究
    4.1 研究背景
    4.2 理论模型
        4.2.1 两信道探测模型
        4.2.2 色散管理系统中交叉相位调制效应的强度滤波器模型
    4.3 仿真结果及讨论
    4.4 本章小结
第五章 宽带光纤喇曼放大器中泵浦噪声的研究
    5.1 研究背景
    5.2 仿真模型
    5.3 理论分析
    5.4 仿真结果
    5.5 泵浦优化设计
第六章 全文总结
参考文献
致谢
作者简历
近年发表的论文

四、宽带集中式光纤喇曼放大器的研究(论文参考文献)

  • [1]TDM抽运光纤喇曼放大器电路设计及实验研究[D]. 程前. 华南理工大学, 2019(01)
  • [2]TDM抽运光纤喇曼放大器的色散研究[D]. 张明明. 华南理工大学, 2017(06)
  • [3]混合式喇曼/掺铒光纤放大器特性及应用进展[J]. 沈顺元. 江苏通信, 2014(06)
  • [4]混合光纤放大器在远距离传输中的应用[D]. 韩经南. 西安电子科技大学, 2010(10)
  • [5]长距离光纤传感系统[D]. 罗小东. 电子科技大学, 2008(04)
  • [6]光脉冲在光纤喇曼放大器中传输特性的研究[D]. 蓝新伟. 天津大学, 2007(04)
  • [7]C+L带集中式光纤喇曼放大器的研究[D]. 陈志强. 天津大学, 2007(04)
  • [8]14xx nm喇曼光纤激光器研究[D]. 王英. 华中科技大学, 2006(03)
  • [9]喇曼—掺铒光纤混合放大器的设计及增益平坦实验研究[D]. 聂玲. 重庆大学, 2005(08)
  • [10]光纤喇曼放大器的特性及其在WDM系统中的应用研究[D]. 王艳芬. 电子科技大学, 2005(07)

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宽带聚光光纤拉曼放大器研究
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