本文選題：二階分布式拉曼放大器 + 拉曼散射效應(yīng)��； 參考：《武漢郵電科學(xué)研究院》2017年碩士論文

【摘要】：光纖通信技術(shù)的不斷進(jìn)步使信息社會(huì)快速發(fā)展,當(dāng)前大容量、長(zhǎng)距離、高速率的密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)的使用把光纖通信推向一個(gè)嶄新的高度,同時(shí)急劇增大的通信業(yè)務(wù)和高質(zhì)量要求的光通信系統(tǒng)促使光放大器性能不斷增強(qiáng)。傳統(tǒng)的摻鉺光纖放大器(EDFA)由于帶寬受到限制以及較低的噪聲性能等原因無(wú)法完全滿足光通信系統(tǒng)的要求,而拉曼光纖放大器(FRA)具有帶寬大、增益高、低噪聲等優(yōu)點(diǎn),在光放大器的家族中有重要地位。分布式拉曼放大器(DRA)不僅更可以充分展露FRA的帶寬大的優(yōu)勢(shì)特征,還能有效的減小其他非線性效應(yīng)的影響。但是一階光纖拉曼放大器的作用依然有限,為滿足更高通信質(zhì)量的要求,二階DRA及更高階DRA成為研究熱點(diǎn)。二階DRA有更高的增益,能顯著的優(yōu)化系統(tǒng)的信噪比,采用二階泵浦的方案可以有效提高RFA的性能,使其更適用于無(wú)中繼長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)。本論文以二階分布式拉曼放大器為研究對(duì)象,主要分析了二階DRA的增益平坦優(yōu)化方法以及噪聲特性與二階泵浦占比的關(guān)系,主要內(nèi)容可歸納如下:(1)首先介紹了拉曼放大器相關(guān)背景知識(shí),引出研究二階拉曼放大器的意義,然后概括了國(guó)內(nèi)外對(duì)這個(gè)課題的研究狀況。(2)在給出拉曼散射的概念后,先使用量子理論的方法進(jìn)行解釋,后面又從經(jīng)典理論加以說明,簡(jiǎn)述了二階拉曼的泵浦技術(shù)和結(jié)構(gòu)方案,由上述理論知識(shí)推導(dǎo)了二階拉曼的傳輸方程,給出了不同條件下拉曼方程的求解方法,為二階拉曼放大器增益特性和噪聲特性的分析奠定理論計(jì)算基礎(chǔ)。(3)介紹了影響拉曼增益的幾種因素,通過對(duì)拉曼增益譜簡(jiǎn)單分析,得出拉曼增益平坦優(yōu)化的必需性,于是又介紹了遺傳算法,進(jìn)一步給出了應(yīng)用于二階DRA的二步優(yōu)化算法。(4)給出了二階DRA的噪聲來源,進(jìn)而解釋了描述分布式拉曼放大器噪聲大小的等效噪聲指數(shù)的概念,而后實(shí)驗(yàn)研究了二階泵浦功率在泵浦總功率的占比情況對(duì)系統(tǒng)等效噪聲指數(shù)的影響,并在理論求解拉曼傳輸方程的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析驗(yàn)證。(5)總結(jié)和展望部分對(duì)整篇文章作了簡(jiǎn)要的概述整理,對(duì)課題研究的發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
[Abstract]:With the continuous progress of optical fiber communication technology, the rapid development of the information society, the current large capacity, long distance, high speed dense wavelength division multiplexing (DWDM) technology, the use of optical fiber communication to a new height, At the same time, the rapid increase of communication services and high quality of optical communication systems promote the performance of optical amplifiers. Because of the limited bandwidth and low noise performance, the traditional EDFAs can not fully meet the requirements of optical communication systems, while the Raman fiber amplifiers (FRAs) have the advantages of large bandwidth, high gain, low noise and so on. It plays an important role in the family of optical amplifiers. Distributed Raman amplifiers (DRAs) can not only fully reveal the advantages of large bandwidth of FRA, but also effectively reduce the influence of other nonlinear effects. However, the first order fiber Raman amplifier still has a limited function. In order to meet the requirement of higher communication quality, the second order DRA and higher order DRA become the research focus. The second order DRA has higher gain and can significantly optimize the signal-to-noise ratio of the system. The second order pumping scheme can effectively improve the performance of the RFA and make it more suitable for the non-secondary long distance transmission system. In this paper, the second order distributed Raman amplifier is studied. The gain flatness optimization method of the second order DRA and the relationship between the noise characteristics and the second order pump duty ratio are analyzed. The main contents can be summarized as follows: firstly, the background knowledge of Raman amplifier is introduced, and the significance of studying second-order Raman amplifier is introduced. Then, the research status of this subject at home and abroad is summarized. (2) after giving the concept of Raman scattering, The second order Raman pumping technique and structure scheme are briefly described by means of quantum theory and then explained by classical theory. The transport equation of second order Raman is derived from the above theoretical knowledge. The method of solving Raman equation under different conditions is given, which lays a theoretical calculation foundation for the analysis of gain and noise characteristics of second-order Raman amplifiers. Several factors affecting Raman gain are introduced. The Raman gain spectrum is analyzed simply. The necessity of Raman gain flattening optimization is obtained, and then genetic algorithm is introduced. Furthermore, the two-step optimization algorithm for second-order DRA is given, and the noise source of second-order DRA is given. Then the concept of equivalent noise index describing the noise level of distributed Raman amplifiers is explained. Then the effect of the second order pump power on the system equivalent noise exponent is studied experimentally in the case of the ratio of the second order pump power to the total pump power. Based on the theoretical solution of Raman transport equation, the experimental results are analyzed and verified. (5) in the part of summary and prospect, the whole paper is briefly summarized and arranged, and the development of the research is forecasted.
【學(xué)位授予單位】：武漢郵電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN722

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本文編號(hào)：1799528