文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
光纤非线性效应的研究——受激喇曼散射效应的探讨
姓名:方娟妮
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:王胜坤
20020101
摘要本文主要研究了光纤中的一种非线性效应一受激喇曼散射对数字波分复用传输系统性能的影响,以及利用它所开发的光纤喇曼放大器的增益和噪声特性。文中首先在光波理论的基础上导出了光波的非线性传输方程,并对此进行推广,得出了综合考虑各种非线性效应的光波非线性传输方程。接着利用此传输方程来详细讨论受激喇曼散射允植ǚ指用系统性能的影响。根据数字通信系统几率的特性和微扰理论,建立了受激喇曼散射对通信系统误码率影响的理论模型,并通过数值模拟讨论了受激喇曼散射对系统误码率、晟大输入功率和信道数等的限制,获得了一些对实际光通信系统设计有参考价值的结论。为了促进下一代超高速密集波分复用技术的发展,本文还研究了光纤喇曼放大器的增益特性,根据光波非线性传输方程建立光纤喇曼放大器增益模型,通过数值模拟分析了泵浦波功率、信号输入光功率、以及光纤有效面积和损耗对光纤喇曼放大器增益的影响,得出了一些对光纤喇曼放大器的设计有一定的指导意义的结论。最后结合喇曼放大器宽带宽的特性讨论了在多信道系统中光纤喇曼放大器的串扰问题,研究了在多信道系统情况下,系统中的信扰比与信号输入光功率、信道数以及放大器增益之间的关系,并提出了减小此串扰的方法。关键词:受激喇曼散射波分复用增益太原理工大学硕士研究生毕业论文第
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第一章光纤通信的发展和光纤的几种非线性效应庀送ㄐ诺母咚俜⒄光纤通信是人类世纪最伟大的发明之一。自从本世纪年代第一根实用化光纤问世以来,光纤通信就得到了迅速的发展,现己成为通信领域的支柱之⋯。由于光纤具有低损耗、宽带宽、传输过程中没有干扰等特点,使得它在干线的建设中占据了主导的地位,甚至有光纤到户的趋势。年,中国建成了“八横八纵”长途骨干网。同时中国的联通、电信和专业网络等运营商相继建成了高速环网、全国骨干智能网、中国有线广播电视主干网等骨干的光纤网络和一批城域网。近几年来,光纤通信在以下几方面有了很大的发展:密集波分复用技术的发展不断增长的通信容量迫使网络开发商总是尽快的将最先进的时分复用技术:筒ǚ指从眉际岷掀鹄矗绰阋滴竦男枨螅遣仅能充分利用光纤的带宽资源,增加系统的传输容量,而且还能提高系统的经济效益⋯。际跏侵冈谝桓庀酥型贝渚哂胁煌ǔさ募父錾踔良甘个光载波,而每个光载波又各自载一群数字信号,在接收端使用频率选择器再进行解复用,上述过程就称为2ǚ指从孟低潮冉霞虻ィ咽用化,并能大大提高传输的性能。国家电信联盟曜脊娑和之间传输的窗口中,∮。糯笃骷际掺铒光纤放大器篍—某晒太原理工人学硕芯可弦德畚第
应用使得光纤通信发展到一个新阶段。对数据有较高的透明性,不需要电光和光电转换,就会直接对窗口的多个波长进行直接放大,因此是实现闹匾<际踔弧芴峁┑脑鲆婵纱~,因此可以有很长的传输距离话阄绻用增益平坦驮鲆嫠ḿ际酰珽突崾沟翱诶锏牟ǔぞ匀放大,最近的性能指标又得到不断的突破@缭内成功的提供增益高达,输出光功率高达驮肷凳的基础上又成功的研制了宽带掺铒光纤放大器唤瞿芴峁└高的增益而且带宽可达T创淼牧奖丁>軦公司报道,光纤放大器性能的改进,正在使得波长范围增加叮。同时人们也开发了光纤喇曼放大器:庀死曼放大器的任意工作波长特性、宽带增益特性、分布放大特性,以及可以用普通的光纤介质作为增益介质等优点【浚蛊涑晌O执馔ㄐ畔低持薪为理想的光放大器。因此说,随着和阅艿闹鸩礁慕馔ㄐ的传输距离和传输容量也大大提高。激光器以及光检测技术的发展激光器和光检测技术的发展也促进了低车姆⒄埂D壳霸诓ǔ为的半导体激光器,和利用多量子阱:和分布反馈:ひ招纬傻墓ひ詹贰尽保可以成熟的提供璧牟ǔの榷ā⒕泛推紫呖矶燃牡ドü馐出。同时为了能在高速率下工作而又避免发生啁啾,又可采用电吸收激光源和外调制激光源。目前外调制激光源已和激光器集成在一起,形成外调制激光源,而且不再需要保偏光纤,对于/捌湟陨系拇渌俾剩是较为理想的激光源。目前利用光电子集成技术篛凸獾缪┍拦篈制太原理工大学硕士研究生毕业论文第
光纤的非线性效应对光通信系统的影响全光网是指用户与用户之间的信号传输的交换全都采用光波技术,即成的/墓饨邮栈蜒兄瞥晒Γ⒖商峁┦导视τ谩馄骷姆⒄目前平面波导技术和光纤布拉格光纤光栅技术在低持幸训玫广泛的应用。现在可以利用平面光波导技术制成耦合器、波分复用器和滤波器,以及利用光纤光栅制成的耦合器薄⒉ǚ指从闷鱅”、激光器和滤波器,这些器件在光纤通信系统中起到十分重