光纖激光拍頻技術(shù)用于色散測量的研究.pdf

1、色散測量是光纖通信系統(tǒng)中提高通信質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。作為光纖的一個非常重要的光學(xué)參數(shù)，色散會造成光纖中傳輸?shù)墓庑盘柊l(fā)生脈沖展寬，引起誤碼現(xiàn)象，導(dǎo)致光信號傳輸畸變，嚴(yán)重影響信息傳輸?shù)恼＿\行，因此色散成為了現(xiàn)代通信中擴(kuò)大通信容量和增大中繼通信距離的最大障礙。通常會采用色散補償?shù)姆椒▉硌a償信號在光纖傳輸過程中產(chǎn)生的色散。但是色散補償?shù)那疤崾菍饫w色散準(zhǔn)確的測量，這樣才有助于光通信中色散的有效管理。本文提出了一種基于多縱模拍頻解調(diào)測量光纖色散的方

2、法。相比其他傳統(tǒng)的色散測量方法，這種方法采用拍頻信號作為解調(diào)信號，把光信號轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行處理，操作更簡單，且用來檢測的儀器僅為光電探測器和頻譜分析儀，成本較低，具有較好的發(fā)展前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了幾種常見的用來測量光纖色散的方法，并分析了它們各自的優(yōu)點和不足。回顧了拍頻解調(diào)技術(shù)用于光纖傳感領(lǐng)域的應(yīng)用歷程，分析了拍頻解調(diào)的優(yōu)勢所在。⑵介紹了光纖激光器的發(fā)展背景和獨特優(yōu)點。和傳統(tǒng)的激光器相比，光纖激光器一樣是由增益

3、介質(zhì)、光學(xué)諧振腔和泵浦源三部分構(gòu)成，但體積更小、結(jié)構(gòu)更簡單、光束質(zhì)量更好、泵浦效率更高、易實現(xiàn)單模單頻運轉(zhuǎn)以及成本更加低廉等優(yōu)點使得光纖激光器應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。詳細(xì)介紹了光纖激光器的結(jié)構(gòu)，摻鉺光纖的三能級結(jié)構(gòu)以及激光產(chǎn)生的工作原理。介紹了光纖諧振腔內(nèi)的縱模的概念、產(chǎn)生的過程及模式選擇的常見方法，并分析了激光多縱模拍頻產(chǎn)生的機制。最后綜合分析歸納了穩(wěn)定激光拍頻的影響因素。⑶結(jié)合色散補償光纖和普通單模光纖的背景知識，基于光纖激光器，提出了一

4、種利用拍頻解調(diào)測量光纖色散的實驗設(shè)計。光纖諧振腔的兩個反射鏡分別為:由光纖耦合器通過一端的兩條支路相互熔接構(gòu)成環(huán)路組成的Sagnac環(huán)，由光纖環(huán)形器和光纖可調(diào)諧FP濾波器組合成的光纖環(huán)形反射鏡。文中詳細(xì)分析了色散測量的基本原理，通過計算得到最佳的觀測拍頻頻率，以便提高測量的精度。以500m色散補償光纖和3.636 km普通單模光纖作為待測光纖，詳細(xì)介紹了實驗測量的過程，通過數(shù)據(jù)處理分別得到了色散補償光纖和普通單模光纖的色散系數(shù)，測量的結(jié)