光纤拉曼放大器仿真的研究㊣精品文档值得下载

功率。

固定泵浦功率，改变信号光功率，使信号光功率在到范围内变化。

使用程序仿真，程序见附录仿真结果见图图，时的同向拉曼仿真减小输入信号光的功率，得到仿真图形见图图，时的同向拉曼放大器仿真再次减小信号光的功率，得到仿真结果见图图，时的同向拉曼放大器仿真图中实线是只考虑光纤损耗的泵浦光功率虚线是考虑了光纤损耗并且对输入信号光进行放大的泵浦光功率粗体虚线是信号光功率。

用函数求信号光曲线的最大值在中输入以下命令后，可以得到，的值。

输入命令，可以求得信号光功率最高时，所对应的泵浦光功率。

西南石油大学本科毕业设计论文其中，图的图的图的。

观察图，图，图，当信号光在的时候，放大了信号光的泵浦光衰减得很快且与信号光相交之后衰减快于信号光而当信号光在和的时候放大了信号光的泵浦光衰减得比较缓慢，其分布和只存在光纤衰减的泵浦光功率相似。

验证了和的结果。

对于小信号放大时泵浦光的分布与信号光无关，只有信号光足够大的时候信号光才对泵浦光分布产生影响。

比较图，图，图，泵浦光输入光功率不变，使信号光的输入功率从到，变化，输入信号光功率不断变小，信号光被放大的增益从，到变化，放大增益的值不断增大。

对于同种输入泵浦光功率，信号光越小，泵浦光放大信号光越明显，也就是说信号光增益越大。

观察图，图，图，虽然输入信号光大小都不同，但是总是在泵浦光衰减到大约的时候开始减小，泵浦光对其失去放大作用。

验证了式到的理论分析结果。

综上，对于同种光纤的拉曼阈值是固定的，它与输入信号光大小无关。

固定信号光功率，改变泵浦功率，使泵浦输入功率在到范围内变化。

首先，当泵浦功率为，信号光功率为时，仿真的结果见图，图，时的同向拉曼放大器仿真减小泵浦光功率到，保持信号光功率不变，得到仿真结果见图，图，时的同向拉曼放大器仿真在输入信号光不变时，泵浦功率减小的时候，信号光的增益减小。

根据式，可以看出等号右边这项越大，信号光功率就越大。

观察图图，输入信号光相同，输入泵浦光不同，当泵浦光为时，信号光被放大到大约个而输入泵浦光功率为的时候，信号光被放大西南石油大学本科毕业设计论文到大约个。

当泵浦光为时，信号光被放大到大约个。

理论分析得以证明。

综上，输入泵浦光越大对信号光放大增益越大。

在过去的几十年中，拉曼放大器直没有在技术上有所突破并得到大规模应用的原因就在于没有相应的大功率泵浦光源。

反向拉曼放大器程序见附录仿真结果，见图图，时的反向拉曼放大器仿真其中实线是泵浦光功率，虚线为信号光功率。

由上图可看出，泵浦光从光纤尾端输入，方向与信号光相反。

沿着光纤反方向损耗，信号沿光路增大，且损耗与被放大信号光无关。

把光纤长度变长到，观察信号光被放大的情况。

仿真结果见图，图当时的反向拉曼放大器仿真在图可以明显地观察到信号光被反向放大的过程，泵浦光反向进入光纤，沿光纤反向损耗，在泵浦光反向下降到之后，对信号光没有放大作用，信号光由于损耗在减小，在泵浦光为的时候开始对信号光放大，之后信号光直被放大直到光纤末端。

所以说，信号能够被放大，必须要泵浦功率大于拉曼阈值。

不同拉曼光纤的性能仿真非线性光纤程序见附录，仿真结果如图西南石油大学本科毕业设计论文图非线性光纤的性能仿真在中输入回车得到，再输入，信号光在时不再被放大，此时泵浦光功率为。

信号增益为。

非线性光纤阈值约为，信号约在公里处便被放大完成，产生转折。

非线性光纤由于非线性效应对信号光放大后泵浦光功率损耗较大。

标准光纤程序见附录，仿真结果如图图标准光纤性能仿真在中输入，所以信号光功率被放大为的时候，泵浦光功率不再对信号光放大，取的所有值，取当时对应的泵浦光功率为，即标准光纤阈值约为。

约在公里处产生转折。

色散移位光纤程序见附录，仿真结果如图图色散位移光纤性能仿真在中输入，信号光的最大值为，此时泵浦光为。

信号光增益为西南石油大学本科毕业设计论文。

信号约在公里处产生转折。

色散补偿光纤程序见附录，仿真结果如下图图色散补偿光纤性能仿真在中输入，信号光被放大的最大值为，此时对应的泵浦把的单位由转变为画出，的图形，画出只有损耗不放大的泵浦功率曲线反向拉曼标注反向拉曼长度横坐标功率纵坐标函数，建立常系数微分函数拉曼增益系数光纤面积，单位泵浦光横截面，单位定义，对照公式函数，定义常系数微分函数定义常量，单位光纤横截面，单位泵浦光面积单位定义常量附录非线性光纤，同向非线性光纤长度功率，附录西南石油大学本科毕业设计论文，同向拉曼长度功率，附录，同向拉曼长度功率，附录色散补偿光纤，同向色散补偿光纤长度功率，光功率衰减到。

信号光增益约为。

色散补偿光纤也可以在很短的时间内对信号光进行放大。

放大增益也很高。

信号约在公里处便被放大完成，产生转折。

结论在光纤通信朝着更多的通道更高的比特速率更宽的带宽和更远的传输距的方向发展过程中，人们对作为关键技术之的光放大技术也有了更高的要求，传统由于其放大机制的限制，可用带宽将逐步耗尽。

于是人们把目光重新转移到了具有在线放大宽带低噪声的拉曼光纤放大器上。

本文围绕拉曼光纤放大器的参考数值对拉曼放大器的阈值，以及拉曼增益进行了仿真研究，得到了以下结论对于同种光纤的拉曼阈值是固定的，它与输入信号光大小无关。

信号能够被放大，必须要泵浦功率大于拉曼阈值，否则会由于损耗，信号光变得越来越弱。

对于小信号放大时泵浦光的分布与信号光无关，只有信号光足够大的时候信号光才对泵浦光分布产生影响。

输入泵浦光越大对信号光放大增益越大。

通过比较节的性能仿真图可以得出非线性光纤由于非线性效应对信号光放大后泵浦光功率损耗较大。

色散补偿光纤和非线性光纤的性能曲线相差不大，只是色散补偿光纤对信号的放大距离增长，且泵浦功率损耗较小。

西南石油大学本科毕业设计论文谢辞值此本科学位论文完成之际，首先要感谢我的导师郑勉老师。

郑老师从开始的论文方向的选定，到最后的整篇文论的完成，都非常耐心的对我进行指导。

给我提供了大量数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出。

他对光纤通信领域的专业研究和对该课题深刻的见解，使我受益匪浅。

郑老师诲人不倦的工作作风，丝不苟的工作态度，严肃认真的治学风格给我留下深刻的影响，值得我永远学习。

在此，谨向导师郑勉老师致以崇高的敬意和衷心的感谢，同时，也要感谢寝室同学对我的支持。

在写论文的过程中，我足不出户，是你们帮我带饭回来，让我的生活得到保障。

最后要感谢的是我的父母，他们不仅培养了我对学习知识的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。

在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望，我定会好好孝敬和报答他们，参考文献邱昆光纤通信导论第版电子科技出版社，年月原荣光纤通信网络第版北京电子工业出版社，年月著李玉权等译光纤通信第版北京电子工业出版社，年月，第版人民有点出版社，年月科学出版社，年刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽光纤通信第版西安电子科技大学出版社，年月张传浩光纤拉曼放大器的理论讨论与实现技术华中科技大学年张森张正亮等仿真技术与应用实例教程张葛祥，李娜仿真技术与应用北京清华大学出版社，孙屹，李妍通信仿真与应用北京国防工业出版社，西南石油大学本科毕业设计论文附录附录定义长度损耗系数有效纤芯面积增益系数有效长度公式，输出长度泵浦功率附录，长度泵浦功率附录输入泵浦光功率，单位输入信号光功率，单位指向调用函数，的长度为公里变量的单位由公里转换为，输出波形，有两条，条是对信号进行放大的泵浦光功率，条是被放大的信号光功率。

是长度。

光纤面积，画出只损耗而不对信号光进行放大的泵浦光功率波形同向拉曼长度功率标注同向拉曼，以及横，纵坐标减小泵浦光功率程序输入泵浦光功率，单位输入信号光功率，单位指向调用函数，的长度为公里变量的单位由公里转换为，输出波形，有两条，条是对信号进行放大的泵浦光功率，条是被放大的信号光功率。

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第二章因研究要使用仿真，所以在其中对其进行简单的介绍。

第三章主要是对几种光放大器，包括拉曼放大器进行具体介绍，并分析其优缺点及其具体应用方向。

第四章主要介绍了拉曼阈值的理论分析，包括同向拉曼放大器和反向拉曼放大器。

第五章主要是对第三章公式中的泵浦功率进行求解，以进步仿真拉曼阈值，同时对不同种类的光纤进行了拉曼阈值求解。

第六章总结实验得到的结论。

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