文档介绍：东南大学
博士学位论文
宽带光纤拉曼放大器的优化设计
姓名:常建华
申请学位级别:博士
专业:物理电子学
指导教师:张明德
20050501
摘要波分复用庀送ㄐ畔低痴鸥嗟男诺馈⒏叩穆胨佟⒏淼拇矸较蚍⒄梗对光放大器提出了愈来愈高的要求。光纤拉曼放大器云淙úǘ畏糯筇匦浴⒃鲆娼橹饰4输光纤本身、噪声系数低等特点正越来越受到人们的重视。然而,氖涤没苛业匾览盗礁龇面:大功率的半导体泵浦源羊愎黄教沟脑鲆嫫住K孀糯蠊β拾氲继灞闷旨す馄髦谱鞴ひ杖涨鞒墒欤增益谱的平坦特性己成为杓浦锌悸堑氖滓N侍狻本文对多波长泵浦宽带拉曼放大器挠呕杓平辛松钊胙芯俊J紫龋谏钊胙芯苛奈忍β蜀詈戏匠痰幕∩希岢隽烁咝У氖登蠼夥椒ǎ唤幼牛氐愣訫的增益谱进行了优化设计,提出了鲆嫫椎目焖儆呕惴ǎ憾訰疎旌戏糯笙低常擞酶盟惴进行优化同样也获得了非常平坦的混合增益谱。最后,基于耦合非线性薛定谔方程,提出了多信道拉曼放大低车姆抡婺P停⒔辛耸的D狻1疚娜〉玫木咛逖芯拷峁岢隽艘恢种甘问降牧窨馑档ǎ煽焖偾蠼釬功率耦合方程。该算法综合考虑了泵浦、信号之间的相互作用以及瑞利散射、肷纫蛩兀蠼夤堂挥凶鋈魏蔚近似。仿真结果与发表的结果进行了比较,在相同精度条件下,速度大大提高,较传统的直接积分法提高了三个数量级;与通常的平均功率法相比,速度也要高得多,计算时间仅为前者的五分之一。接着考虑到光纤中信号、泵浦功率变化的不均匀性,提出了一种自适应的龙格库塔求解方法。迭代过程中,合理选择每一步的步长,既保证了精度要求,又减少了计算工作量。与法比较,在相同精度下,计算速度又提高了丁岢隽薓宽带增益谱设计的快速优化算法。首先,从β蜀钐ǚ匠坛龇ⅲ诠义损耗系数的思想建立了囊桓黾蚧治隼砺勰P汀=幼牛源衬D馔嘶惴ǖ耐火策略、新解产生机制以及稳定性原则等进行了改进,引入了一种记忆指导的退火迭代方法,能够利用己知信息指导迭代过程,提高算法的搜索效率。该优化算法特别适用于多目标、多峰值问题的寻优,将其应用于挠呕〉昧死硐氲慕峁W詈螅攵阅D馔嘶鹚惴ň植克索能力弱,而ň哂械钡踔翟谄渥钣胖档哪掣隽谟蚴笨梢院芸焓樟驳阶钣沤獾奶氐悖出了将模拟退火算法与法相结合的新方法,两者互相取长补短,。岢隽薘/混合放大系统的优化设计方法。从虴旌戏糯笃鞯氖捣析模型出发,提出了通过固定的增益谱,直接对拉曼增益谱进行优化的设计新思路。使得优化的拉曼增益谱与增益谱很好地“配合”,最终获得了平坦的总增益谱。在不牺牲优化带宽的基础上,简化了优化过程,提高了优化速度。研究并仿真了蛹盎旌戏糯笃鞯脑肷性,仿真结果表明:灾纳屏嘶焯ǚ糯笃鞯脑肷阅埽旌戏糯笃鞯脑肷凳饕R览涤诘东南大学博士学位论文
一级脑肷阅堋隈詈戏窍咝匝Χㄚ谭匠蹋岢隽艘恢中碌睦糯體传输系统仿真算法。结合稳态拉曼功率耦合方程的数值解法、拉曼增益谱的优化算法以及分步傅立叶法,对耦合非线性薛定谔方程进行了求解。该算法可以对拉曼分布放大过程中的色散、、等效应引起的信号码型失真及其接收菽芙蟹治瞿D狻T诒Vぞǘ鹊那疤嵯拢蟠蠹蚧四D獾母丛映潭龋高了计算速度。研究了不同信号功率、不同传输距离下系统的接收性能,与实验系统结果的比较表明,一致性非常好。该仿真算法可以对级联宽带拉曼放大系统的传输性能进行较准确的模拟和预测,对于系统的设计和性能讦估具有重要的意义。关键词:光纤拉曼放大器,增益谱特性,优化设计,受激拉曼散射,波分复用,,模拟退火算法,鲍威尔算法东南大学博士学位论文摘要
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研究生签名:璧际η┟荷占荩研究一:蝉日期:丛“。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内