基于超長喇曼光纖激光器的無損耗傳輸研究.pdf

1、保持信號(hào)的長距離傳輸而不失真一直以來都是光通信的長遠(yuǎn)目標(biāo)，超長喇曼光纖激光器(URFL)結(jié)構(gòu)能有效地降低信號(hào)在傳輸過程中的功率起伏，是實(shí)現(xiàn)信號(hào)無損耗傳輸?shù)挠行侄?，在光通信以及全光非線性數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域有極其重要的應(yīng)用前景。本論文在理論上對基于URFL結(jié)構(gòu)的無損耗傳輸進(jìn)行了較為深入的研究和討論，主要內(nèi)容包括：
　　 一、基于URFL結(jié)構(gòu)的無耗傳輸?shù)睦碚撗芯?br>　　 從數(shù)學(xué)上論證了在保證一定的非線性損耗的前提下，無損耗傳輸結(jié)構(gòu)能

2、使得系統(tǒng)有最佳的OSNR，實(shí)現(xiàn)了非線性損耗和OSNR的最佳平衡。以光纖中的受激喇曼散射為基礎(chǔ)，建立了URFL模型，論證了該模型是實(shí)現(xiàn)信號(hào)無損耗傳輸?shù)挠行Х绞健赨RFL機(jī)構(gòu)的喇曼傳輸方程組進(jìn)行了解析求解，得到了無損耗傳輸時(shí)所需的泵浦光功率表達(dá)式以及激光腔內(nèi)斯托克斯光功率與泵浦光功率的關(guān)系。
　　 二、基于URFL結(jié)構(gòu)的無損耗傳輸?shù)臄?shù)值模擬
　　 對單信道信號(hào)的無損耗傳輸進(jìn)行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)信號(hào)功率的起伏受傳輸距離、F

3、BG反射率以及信號(hào)光功率大小的影響。傳輸距離及信號(hào)功率大小對信號(hào)功率起伏的影響是單調(diào)的，隨著傳輸距離及信號(hào)功率的增大，信號(hào)功率沿傳輸光纖的最大起伏不斷增加。而FBG反射率對信號(hào)功率起伏的影響取決于傳輸距離：在短距離傳輸時(shí)，信號(hào)功率的最大起伏隨著FBG發(fā)射率的增加而減??；在長距離傳輸時(shí)，信號(hào)功率的最大起伏隨著FBG發(fā)射率的增加而增加。對寬帶信號(hào)的無損耗傳輸進(jìn)行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)8信道WDM信號(hào)的功率起伏略大于單信道的，另外URFL結(jié)構(gòu)在較短

4、距離傳輸表現(xiàn)出了極為優(yōu)異的無損特性，在20km×25nm的空間-頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了透明傳輸。對基于URFL結(jié)構(gòu)的光孤子傳輸進(jìn)行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)合理選擇泵浦功率，能夠使得孤子形狀在傳輸20km后不發(fā)生畸變。而當(dāng)距離過大時(shí)，由于斯托克斯光對孤子的喇曼增益不均勻，會(huì)導(dǎo)致光孤子在傳輸過程中形狀發(fā)生變化。
　　 三、基于URFL結(jié)構(gòu)的無損耗傳輸?shù)脑肼暦治?br>　　 對系統(tǒng)的ASE噪聲進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)URFL結(jié)構(gòu)的ASE噪聲特性要比單級(jí)雙向泵

5、浦結(jié)構(gòu)略差。但是當(dāng)URFL結(jié)構(gòu)參數(shù)(光纖長度、FBG反射率、信號(hào)功率)改變時(shí)，輸出端的OSNR變化很小，僅略低于輸入端，這說明URFL結(jié)構(gòu)能有效抵抑制信號(hào)傳輸過程中ASE噪聲的產(chǎn)生。對系統(tǒng)的RIN噪聲進(jìn)行了研究，并與單級(jí)雙向泵浦結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比。發(fā)現(xiàn)在傳輸距離、調(diào)制頻率以及前后向泵浦光分配比以都會(huì)影響到兩種結(jié)構(gòu)的RIN噪聲特性，而且單級(jí)雙向泵浦結(jié)構(gòu)的RIN噪聲特性在整體上要好于URFL結(jié)構(gòu)。FBG反射率對URFL結(jié)構(gòu)的RIN也有影響，隨著