光纤拉曼放大器优化算法与软件设计 光学工程专业论文.docxVIP

分类号 密级 UDC 注1 学 位 论 文 光纤拉曼放大器优化算法与软件设计 （题名和副题名） 唐 嘉 （作者姓名） 指导教师姓名 谢康 教授 博导 电子科技大学 成都 （职务、职称、学位、单位名称及地址） 申请专业学位级别 硕士 专业名称 光 学 工 程 论文提交日期 2008.4 论文答辩日期 2008.5 学位授予单位和日期 电子科技大学 答辩委员会主席 评阅人 2008 年 月 日 注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 I I PAGE PAGE IV 摘要 摘要 随着计算机网络及数据传输服务的飞速发展，长距离光纤传输系统对通信容 量的需求日益膨胀。密集波分复用（DWDM ）技术和光放大器的产生是光纤通信 领域的两大里程碑。系统传输能力的进一步提升需要提高 C＋L 波段的利用效率 或是利用掺铒光纤放大器（EDFA）工作窗口以外的波段。光纤拉曼放大器（Fiber Raman Amplifier,简称 FRA）是一种利用受激拉曼散射（SRS）效应，以传输光纤 作为增益介质的全光放大器，可以满足以上要求。 FRA 利用高强度的泵浦光与信号光在光纤中的非线性相互作用实现信号光的 直接放大，但由于光纤的拉曼增益系数谱很不平坦，所以单个泵浦光源对不同波 长信号光的增益就存在很大的差别，因此，必须对泵浦光的波长和功率进行优化， 使信号光得到均匀放大。 主要研究内容和研究结果如下： （1）在广泛查阅国内外文献的基础上，对目前各种光放大器作综合比较，重 点介绍光纤拉曼放大器的特点、应用和发展，以及国内外的研究动态，提出了本 课题研究的现实意义。 （2）阐述拉曼散射的基本理论以及受激拉曼散射在拉曼放大中的作用原理， 介绍光纤拉曼放大器基本原理和工作特性，包括增益特性、噪声特性、偏振相关 性和温度稳定性等。 （3）阐述光纤拉曼放大器完整的数学模型，在此模型基础上用改进遗传算法 和打靶法对泵浦光源的波长和功率进行优化，并对 C+L 波段约 100nm 的信号光进 行放大仿真。结果表明，选择合适数目和功率大小的泵浦光源，信号光增益波动 小于 1dB，说明该算法能够应用于拉曼光纤放大器的优化设计。 （4）运用面向对象程序设计方法，在 MFC 程序设计技术的基础上，在国内 首次对 FRA 系统的优化仿真软件进行可视化 Windows 界面设计。用户在界面中输 入各个参数，经过计算后得到泵浦波长和功率的优化结果，并可以对信号增益波 动、信号/泵浦功率演变、噪声指数等进行分析。 关键字：光纤拉曼放大器，遗传算法，增益平坦度，面向对象，MFC 程序设计 ABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT With the fast development of Internet and other data communication, the capability demand of long-haul fiber communication system is increasing dramatically. Dense wavelength division multiplexing（DWDM ）technique and optical amplifier are two milestones in fiber communication field. To obtain even higher capacity, it will be necessary to increase the spectral efficiency of these C- and L-band systems or utilize wavelength bands outside the erbium_doped fi