Raman放大CATV系统中的DRB噪声分析及SOA偏振效应研究

摘要

本论文的主要研究内容包括两方面：(1)理论分析并仿真计算了光纤拉曼分部放大条件下的双重瑞利散射噪声对1550nm外调制AM-VSB长距离传输系统载噪比的影响；(2)理论分析并仿真了半导体光放大器非线性调制效应中偏振态变化。 论文第一章首先介绍了有线电视传输系统的发展历史、几种主要技术和未来发展趋势；然后阐述了有线电视传输系统的主要组成结构，比较了不同结构之间的差异和它们各自的优势；第二章对拉曼放大器的分布放大效应进行了理论分析，通过求解拉曼放大下的传输耦合方程，对比了不同拉曼泵浦方式下对信号所产生的放大效应，同时也比较了EDFA对信号所产生的放大作用；最后重点分析了拉曼放大器中两种主要的噪声：放大的自发辐射噪声(ASE)和双重背向瑞利散射噪声(DRB)。 第三章论文着重研究了光纤拉曼放大器中的DRB对1550nm外调制AM—VSB长距离传输系统载噪比的影响。由于拉曼放大的分布放大特性，瑞利散射效应与其它集中放大的放大器来说更加严重，因此研究正向、反向泵浦方式的拉曼放大产生的DRB噪声对CATV系统载噪比性能的影响是非常必要的。本章首先从理论推导出了双重瑞利散射的噪声功率表达式；在此基础上研究拉曼光纤放大器应用于长距离CATV传输系统的噪声特性。仿真结果显示，拉曼放大带来的DRB虽然对系统的载噪比(CNR)有一定恶化，但是通过采用双向泵浦，以及在每一级拉曼放大器中增加隔离器的方式可以有效抑制DRB对CATV系统噪声性能的劣化；研究结果还表明通过减小光源谱宽也可以降低DRB噪声对信号带来的损伤。 第四章研究了半导体光放大器SOA的非线性偏振调制效应的偏振状态的变化演进过程；这些非线性偏振调制效应，包括SOA的自偏振调制(SPolM)，和交叉偏振调制(XPolM)。通过分析邦加球上的非线性偏振调制效应的偏振状态的变化轨迹，实现了对SOA的偏振调制效应的精确描述。本章还对SOA的偏置电流对偏振调制效应的影响也进行了分析和讨论。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景及研究意义

1.1.1光纤CATV网络

1.1.2光纤传输系统

1.1.3 CATV传输系统的光放大技术

1.2长距离光纤CATV传输中的主要问题及解决方案

1.2.1 SBS抑制技术

1.2.2非线性效应的抑制技术

1.2.3长距离传输系统的色散补偿技术

1.3本论文主要研究内容

参考文献

第二章光纤CATV传输系统和光纤拉曼放大器

2.1引言

2.2 CATV的性能指标-载噪比CNR

2.3受激拉曼散射

2.4拉曼放大器分类

2.5拉曼放大的信号增益

2.6拉曼放大器的噪声特性

2.6.1自发辐射噪声

2.6.2瑞利散射噪声

2.8总结

参考文献

第三章光纤拉曼放大CATV系统DRB噪声影响分析

3.1引言

3.2理论推导

3.3计算结果和讨论

3.4本章小结

本章附录

参考文献

第四章SOA非线性偏振调制效应偏振态变化研究

4.1引言

4.2半导体光放大器的基本结构

4.3 SOA的非线性偏振调制效应

4.4理论分析

4.5仿真结果分析

4.5.1对SPoIM效应的分析

4.5.2对XPoIM效应的分析

4.5.3 SOA偏置电流对偏振调制效应的影响

4.6结论

参考文献

第五章总结与展望

5.1本论文工作总结

5.2展望下一步工作

作者在攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果

致 谢