用于WDM系统的光纤放大器以及相关器件

摘要

本论文针对光纤通信发展中的光纤放大器所遇到的一些问题进行研究，其中包括：EDFA以及喇曼放大器的理论分析，L波段放大器的研制，放大器的系统设计与优化，放大器相关器件的研制，完善了EDFA的理论模拟方法和L波段EDFA的模型，，采用遗传算法来优化具有复杂结构的EDFA。　　本论文使用该方法对几种复杂的EDFA结构进行了较为详尽的分析，得到一些重要的结论，提出一种新的求解差分方程的数值方法来分析和计算喇曼放大器的特性，提出一种简单的全光方法得到增益箝制的宽带分布式喇曼放大器，建立三层结构矢量法模型，对金属外包层的圆光纤波导结构的基模和包层模传输特性进行了研究，分析了具有金属外包层结构的长周期光栅的特性。利用自行研制的长周期光纤光栅对EDFA进行了增益平坦实验，通过封装，利用LPG的负张力系数来补偿温度所引起的波长漂移；使用渐变外层的长周期光纤光栅制作滤波器，对其透射谱进行有效的控制，实现动态可调节滤波。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2光纤放大器的发展及研究现状

1.2.1 L波段EDFA

1.2.2喇曼光纤放大器

1.2.3长周期光纤光栅，放大器增益平坦器件

1.2.4放大器的系统优化

1.3论文的主要内容和研究成果

参考文献：

第二章掺Er光纤放大器相关问题的研究

2.1引言

2.2基本理论

2.2.1 EDFA相关的能级系统

2.2.2 EDFA二能级系统模型

2.2.3 EDFA的数值模拟

2.3用于L波段的EDFA

2.3.1 L波段EDFA理论分析

2.3.2 L波段EDFA理论模型的修正

2.3.3 L波段EDFA瞬态特性分析

2.3.4 L波段EDFA的设计制作

2.4 EDFA的优化

2.4.1理论：

2.4.2含器件的EDFA模型

2.4.3应用和讨论

2.5小结

参考文献：

附表：各种EDFA结构优化的具体结果

第三章喇曼光纤放大器相关问题的研究

3.1引言

3.2基本原理

3.3喇曼放大器的关键技术

3.3.1泵浦部分

3.3.2放大器部分

3.3.3放大器结构

3.4喇曼放大器的分布放大特性分析

3.4.1分布放大特性对WDM系统容量的影响

3.4.2分布放大特性带来的低噪声指数

3.4.3分布式喇曼放大器的局限性

3.5喇曼放大器的瞬态分析以及时分复用泵浦的喇曼放大器分析

3.5.1理论

3.5.2应用结果和讨论

3.5.3结论

3.6增益箝制喇曼放大器

3.6.1原理

3.6.2模拟结果和讨论

3.7本章小结

参考文献：

第四章长周期光纤光栅以及增益平坦滤波器的研究与制作

4.1引言

4.2原理以及特性分析

4.3长周期光栅增益平坦滤波器

4.3.1增益平坦滤波器的设计，制作

4.3.2增益平坦滤波器的封装

4.3.3相关实验

4.4金属包层长周期光纤光栅的分析

4.4.1镀金属长周期光纤光栅的理论分析

4.4.2数值求解复数特征方程所得结果的分析

4.4.3复折射率引起的传输常数变化对长周期光栅的影响及相关实验

4.4.4结论

4.5可调节啁啾长周期光纤光栅

参考文献

第五章结束语

5.1本论文的主要研究成果

5.2拟进一步的研究工作

攻读博士学位期间发表的论文

以第一作者发表的论文

非第一作者发表的论文

致谢