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多功能EDFA研究

作　者: 孟祥波
导　师: 李唐军
学　校: 北京交通大学
专　业: 光通信与移动通信
关键词: 掺铒光纤放大器自动增益控制增益平坦色散补偿
分类号: TN722
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着互联网的广泛应用,人们对数据量的需求日益增大,传统的通信技术已经很难满足当今高速数据量增长的需求,光通信技术的发展正好迎合了这种需求。由于光通信技术无可比拟的优点,在大容量、长距离传输系统中已经普遍使用了光纤通信系统和网络。其中掺铒光纤放大器是光纤通信系统中非常引人瞩目的器件,因为它具有噪声低、增益高、泵浦效率高、工作频带宽等优良特性,同时具有插入损耗低、对传输码率及格式等透明等优点,是实现现代光纤通信系统的理想器件。但是当掺铒光纤放大器应用于高速及超高速DWDM系统中时,会出现很多的问题,其中包括：①放大器的增益平坦,②增益自动控制,③功率自动控制,④色散补偿和自发辐射噪声滤波,⑤级联放大器的PMD、PDL、PDG等。这些问题会严重影响DWDM传输系统的性能,这些问题的解决就变得非常必要。本论文主要对EDFA增益控制、增益平坦和色散补偿等进了研究,同时简单介绍了功率控制和温度控制的原理,最后在实验室实现了多功能光纤放大器传输系统。本文首先对用到的基本知识进行了简单介绍,其中包括EDFA的增益特性、噪声特性及多信道放大特性等,还有光纤光栅基本特性的基本介绍。其次主要功率控制和温度控制特性做了基本介绍,目前基于电路的功率控制和温度控制都已经非常成熟。文章的主体是对增益平坦和增益控制特性做了详细的研究。增益平坦主要是通过长周期光纤光栅和FBG两种方式进行了研究。然后简单介绍了几种增益控制方案,然后选择了通过FBG和可调衰减器组成的反馈环路的全光自动增益控制方案进行研究。最后实现的多功能的光纤放大器传输系统,在高速DWDM系统里成功传输了四路信号400公里。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 引言  11-14
  1.1 光纤放大器的发展和研究意义  11-12
  1.2 本项目对节能环保领域技术进步的作用  12-13
  1.3 论文的主要工作  13-14
2 EDFA的原理及特性  14-32
  2.1 EDFA基本结构和原理  14-16
  2.2 EDFA增益理论研究  16-23
    2.2.1 小信号增益特性  16-17
    2.2.2 增益谱特性  17-18
    2.2.3 增益饱和与饱和输出功率  18
    2.2.4 噪声特性  18-21
    2.2.5 EDFA的高速与多信道放大特性  21-23
  2.3 EDFA实际应用  23-26
  2.4 光纤光栅的基本特性及应用  26-30
    2.4.1 光纤光栅的基本特性  26-27
    2.4.2 光纤光栅的应用  27-30
  2.5 色散补偿技术  30-32
3 EDFA自动功率控制和温度控制的研究  32-34
  3.1 EDFA自动功率控制的研究  32
  3.2 EDFA自动温度控制的研究  32-34
4 EDFA增益平坦滤波器的研究  34-44
  4.1 用LFG对EDFA进行增益平坦化  34-38
    4.1.1 耦合模理论分析  34-36
    4.1.2 用LFG实现EDFA增益平坦  36-38
  4.2 用FBG对EDFA进行增益平坦化  38-42
  4.3 其他的增益平坦方案  42-44
5 EDFA动态增益控制  44-58
  5.1 常见增益控制方案  44-45
  5.2 EDFA动态增益控制的分析  45-58
    5.2.1 不同环形腔损耗情况下,输入信号功率与增益的关系  47-51
    5.2.2 信号总输出功率随输入功率变化关系  51-52
    5.2.3 多波长输入发生变化时增益与输入光功率的变化关系  52-55
    5.2.4 泵浦光功率变化对增益产生的影响  55-58
6 多功能EDFA传输实验  58-62
7 结论  62-63
参考文献  63-65
作者简历  65-67
学位论文数据集  67

多功能EDFA研究

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