引用本文:
巩稼民,王杰,张晨,等. 多泵浦的碲基喇曼光纤放大器增益研究[J]. 光通信技术,2020,44(6):41-45.
巩稼民,王 杰,张 晨,马豆豆,刘爱萍,杨红蕊,郝倩文,张丽红
(西安邮电大学 通信工程学院,西安 710121)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:针对密集波分复用光纤通信系统中喇曼光纤放大器的增益平坦度较低、带宽较窄的问题,从前向多泵浦喇曼放大器耦合方程入手,采用龙格-库塔法,使用碲基光纤作为多泵浦喇曼放大器的增益光纤,通过Matlab分析了多波长泵浦 中泵浦数量、泵浦功率和光纤长度对增益及增益平坦度的影响,最终通过采用6个泵浦,并合理设置泵浦功率,实现了 100 nm传输带宽的仿真。
关键词:喇曼光纤放大器;碲基光纤;多泵浦;增益;增益平坦度
中图分类号:TN929.11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)06-0041-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.06.010
0 引言
随着数据传输业务以及计算机网络的飞速发展,长距离、大容量和高速率的光纤通信已经成为现代通信发展的必然趋势。光放大器是长距离光纤通信系统中的重要元件之一。因此,光纤通信对光放大器的要求也越来越高,目前技术比较成熟的掺铒光纤放大 器[1]已经逐渐达到其性能的上限,不能满足大容量、高宽带和超长距离传输系统的要求[2]。光纤喇曼放大器(RFA)因其噪声低、在线放大和全波段放大等优点受到了广泛关注,但其本身的增益是不平坦的,这使得波分复用系统只能在一个很窄的带宽内使用。为了使RFA有良好的平坦性,人们提出了很多RFA增益平坦的方法。例如:使用多个不同波长的泵浦激光器并进行合理安排从而获得很宽的增益带宽[3];RFA与EDFA混合使用;采用增益互补的级联方法[4,5]等。但是,由于上述几种方法成本过高,且RFA与EDFA增益系数差异过大,导致增益平坦度难以优化,最终严重影响正常的信息传输。
本文以碲基光纤[6,7]为介质,从前向多泵浦喇曼放大器耦合方程入手,采用龙格-库塔法,使用碲基光纤作为多泵浦喇曼放大器的增益光纤[8],通过合理设置泵浦光与光纤,让多泵浦喇曼放大器的传输带宽达到100 nm。
4 结束语
本文采用龙格-库塔法对多泵浦耦合方程进行离散化处理后,使用碲基光纤做多泵浦RFA的增益光纤。通过对比泵浦数量、泵浦功率和光纤长度对平均增益的影响,发现光纤长度越长,泵浦功率越大,泵浦数量越多时平均增益会增大,但是增益增加到一定程度时就不会再增加,这是因为平均增益存在一个上限值;同时,影响平均增益的这3个因素的数值增加时,信号光的增益平坦度却慢慢变差。为了寻找增益平坦度和平均增益的平衡点,也为了尽可能增加光信号的传输带宽,只能合理选择泵浦数量、泵浦功率和光纤长度。本文最终采用6个泵浦,并合理设置泵浦功率,实现了100 nm传输带宽的仿真。