光纖喇曼放大器偏振相關(guān)增益研究.pdf

1、基于受激喇曼散射（Stimulated Raman Scattering，簡稱SRS）效應(yīng)的光纖喇曼放大器(Fiber Raman Amplifier，簡稱FRA)由于具有響應(yīng)時(shí)間快、飽和輸出功率大、易于耦合、低噪聲以及大帶寬等優(yōu)點(diǎn)，成為系統(tǒng)中非常重要的器件之一，而且近年來光纖制造技術(shù)的進(jìn)展以及高功率半導(dǎo)體激光器等泵浦光源的出現(xiàn)都給FRA的迅速發(fā)展創(chuàng)造了有利條件和廣闊空間。然而，由于受到外界壓力、溫度等的影響，傳輸光纖表現(xiàn)出了殘余不對(duì)稱

2、性，使得光波偏振態(tài)發(fā)生隨機(jī)變化，從而造成了增益的偏振相關(guān)性，即偏振相關(guān)增益(Polarization Dependent Gain，簡稱PDG)。由于PDG會(huì)降低波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)的傳輸性能，因此研究FRA系統(tǒng)中PDG的特性對(duì)如何提高光纖通信系統(tǒng)的傳輸性能提供重要的參考價(jià)值。本文工作主要包括以下幾個(gè)方面:(1)總結(jié)了FRA系統(tǒng)中PDG的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究背景和研究意義;(2)介紹了FRA的理論基礎(chǔ)、光纖中傳輸光的偏振態(tài)理論、FRA的

3、結(jié)構(gòu)類型以及FRA非線性耦合方程的數(shù)值模型，并詳細(xì)推導(dǎo)了與FRA系統(tǒng)中PDG有關(guān)的偏振因子Keff;(3)采用求解初值問題的四階龍格-庫塔方法系統(tǒng)研究了前向單泵浦多信號(hào)FRA系統(tǒng)中PDG的特性及采用求解邊值問題的打靶法研究了后向單泵浦多信號(hào)FRA系統(tǒng)中PDG的特性。研究結(jié)果表明:單泵浦多信號(hào)FRA系統(tǒng)中的PDG主要由泵浦-信號(hào)喇曼相互作用產(chǎn)生，并且光纖的PMD值對(duì)PDG的影響較明顯;(4)采用數(shù)值計(jì)算的方法研究了多泵浦FRA系統(tǒng)中PDG