一、Design of a Very Small Residual Dispersion Fiber System for DWDM Operation Over the Entire C -&L-Bands of EDFA(论文文献综述)
陈诗[1](2020)在《模分复用光纤的理论设计及应用研究》文中研究说明单模光纤通信系统的容量受限于非线性香农极限,难以满足逐年急剧膨胀的流量需求。所幸的是,基于光波横向空间维度的空间位置复用以及模分复用技术仍然存在极为庞大的容量提升空间,因此近十年来各种模分复用特种光纤的设计研制以及相关模分复用光纤通信成为国际研究热点之一。本论文围绕模分复用光纤开展了一系列理论和实验研究工作,涉及光纤包括传统光纤、环形光纤、退简并多模光纤、掺铒光纤等。具体内容如下:(1)研究了光纤中不同模式基的基础理论。详细分析了光纤中本征模式、线偏振(LP:linearly polarized)模式、圆偏振和线偏振轨道角动量(OAM:orbital angular momentum)模式四种常用模式基的强度、相位、偏振空间分布特征,并探讨了这四种模式基间的变换关系以及用于光纤模分复用传输的性能。(2)理论研究了传统光纤中支持OAM模式的特性。(1)研究了传统OM3多模光纤中OAM模式的模群分布、宽谱特性以及外界扰动和内部缺陷的影响。(2)研究了G.652标准单模光纤支持可见光OAM模式的特性,包括椭圆、弯曲的容忍度以及光纤衰减和带宽等。仿真结果表明,这两种广泛铺设的传统光纤均能够支持多通道OAM模群间低串扰复用通信。(3)环形光纤设计和制备。(1)设计了一种空气芯强导环形光纤,其支持相邻非奇偶简并模式间折射率分离均大于10-4。(2)设计了一种具有低损耗、低色散和超低非线性的弱导环形光纤,其支持1到12阶OAM模群间折射率分离均大于10-4。(3)针对弱导环形光纤提出了一种简化多输入多输出(MIMO:multiple-input multiple-output)均衡的模分复用方案,并分别从时域和频域比较了简化MIMO与传统全局MIMO的算法复杂度。(4)结合氟掺杂包层设计制备并实验测试了三种低损耗(≤0.26d B/km)弱导环形光纤,其高阶模群间串扰小于-20 d B/km。(4)本征模式完全分离的退简并多模光纤设计。(1)结合结构双折射和应力双折射设计了一种熊猫型椭圆纤芯多模光纤,能够实现24个本征模式在整个C波段超过1.35×10-4的折射率分离。(2)进一步采用椭圆环形纤芯结构设计了一种领结型椭圆环芯多模光纤,能够实现52个本征模式在整个C波段超过1.09×10-4的折射率分离。(3)设计了一种纤芯非对称的实芯光子晶体型多模光纤,在整个C+L波段能够实现51个本征模式间超过1.37×10-4或者24个本征模式间超过1.10×10-3的折射率分离,并且具有极低的限制损耗。(5)OAM模分复用掺铒光纤设计和测试。(1)基于双包层弱导环形光纤设计了一种包层泵浦的增益均衡OAM模分复用掺铒光纤,能够实现所有14个OAM模式在整个C波段大于20 d B的增益和不超过0.63 d B的增益差。(2)实验测试了一种实际制作的环形掺铒光纤对1阶OAM模式的放大性能,测得在整个C波段的小信号增益大于14 d B。(6)实验研究了基于OAM模分复用光纤的通信系统。(1)实验验证了全双工双向OAM模式1.1 km复用通信系统。上、下行链路分别传输两路x、y偏振±1阶OAM模式。(2)通过采用低损耗环形光纤、超低损单模光纤和自制全光纤OAM模式复用解复用器,实验实现了基于环形光纤中1阶和2阶OAM模式复用的高速子网络和基于单模光纤的低速子网络无缝连接的100 km异构全光纤通信系统。
郑强[2](2020)在《相干光通信中光纤非线性效应的理论模型及补偿算法的研究》文中认为光纤非线性效应是制约光纤通信系统容量进一步提升的关键因素之一,随着全球通信业务的海量增长,现有光纤通信系统的容量已经接近非线性香农极限,研究如何克服光纤通信系统中非线性效应的影响,突破非线性香农极限具有重要意义。光纤非线性效应理论模型和补偿方法的研究也一直是光纤通信系统中的研究热点和难点,而现有的非线性效应理论模型还存在不够全面的问题,现有的非线性效应补偿方法则需要进一步提高性能、降低复杂度。基于以上背景,本论文研究了两种重要的相干光纤通信系统—双向拉曼超长跨距系统和波分复用(WDM,wavelength division multiplexing)系统中非线性效应的理论模型及补偿算法,提出了两种非线性效应理论模型,并基于理论模型的分析结果提出了三种补偿算法,主要研究内容和成果包括:(1)建立了双向拉曼超长跨距系统中光纤非线性效应的理论模型。该理论模型除了考虑信号自身的非线性效应以外,还考虑了信号与噪声在非线性效应的作用下产生的非线性信号-噪声相互作用(NSNI,nonlinear signal-noise interaction)。该模型可以较为快速、精确地计算双向拉曼超长跨距系统中非线性干扰的功率,一定程度上弥补了现有的模型不太适用于双向拉曼超长跨距系统的缺陷。(2)基于上述理论模型,提出了双向拉曼超长跨距系统中一种非线性前补和后补结合的非线性补偿算法,该补偿算法能在一种程度上减少系统中噪声和信号在非线性效应下的相互作用,抑制系统中的一部分NSNI,提高非线性补偿的效果。仿真和实验结果表明该方法能够有效地抑制双向拉曼超长跨距系统中的NSNI,在不增加计算复杂度的情况下,非线性补偿的性能比数字背向传播(DBP,digital back-propagation)算法提高1 dB以上。(3)研究了WDM系统中的光纤非线性效应对信号的影响,提出了一种能够较为全面地分析系统中非线性效应对信号影响形式的非线性效应分析模型。该分析模型可以分析系统中非线性效应对信号的影响形式,从而有针对性地制定相应的非线性效应补偿方法,提高非线性补偿的性能。(4)基于非线性效应分析模型对WDM系统分析的结果,提出了一种联合补偿算法抑制WDM系统中的交叉相位调制(XPM,cross-phase modulation)。该联合补偿算法先采用非线性前补的方法使非线性效应对信号的影响形式更偏向于易于补偿的非线性相位噪声,然后采用相位恢复算法对非线性相位噪声进行补偿,最终抑制系统中的XPM。该联合补偿算法在11个信道1000 km的传输仿真中能够提高信号的信噪比(SNR,signal-to-noise ratio)约0.4 dB,与其它电域XPM盲补偿方法的性能相当,但是本论文的方法无需其它信道的信息,算法更简单且易于实现。(5)提出了一种基于改进的判决导向递归最小二乘(DD-RLS,decision directed recursive least square)算法的非线性相位噪声追踪算法。改进后的DD-RLS算法具有更快的收敛速度,更好的噪声容忍度和更好的非线性相位噪声追踪性能,在与(4)中的非线性前补结合后可以有效地抑制XPM。在11个信道1000 km的传输仿真中,该方法可以提高信号的Q2值0.8 dB。该方法的增益要优于已有的非线性相位噪声补偿算法,而且计算复杂度也低于同类算法。
程竞驰[3](2017)在《相干光通信系统分布式拉曼放大研究》文中指出互联网、物联网等技术的迅速发展促使网络带宽需求不断提升,对光纤通信系统的传输容量提出了更高的要求,基于高级调制格式和数字信号处理的相干光通信技术成为下一代大容量长距离光纤通信系统的必然选择。在光纤通信系统中,光放大器是不可缺少的关键器件之一,其中分布式光纤拉曼放大器具有诸多优点,如噪声水平低,可在较大的带宽范围内提供较高的且平坦的增益,并且增益区间可灵活配置,因此在理论研究和系统应用中具有极高的价值。早在传统的强度调制直接检测系统里拉曼放大器就已经被广泛使用,相应的理论模型也基本趋于完善,然而在相干通信系统的背景下,拉曼效应对基于偏振复用的高级调制格式信号的作用方面仍存在理论盲区。本论文针对这一科学问题,展开了深入的理论研究与实验验证,主要的成果如下:(1)采用基于琼斯向量的耦合非线性薛定谔方程,建立了一套较为完备的信号传输模型,该模型可描述在拉曼放大下光场的振幅、相位和偏振的演化情况,模型涵盖了光纤的主要线性和非线性效应,适用于任意多波长、任意方向泵浦和任意阶放大等各种场景,可用于分析、设计和优化基于分布式拉曼放大的相干光通信系统。(2)发现并详细阐述了拉曼泵浦通过交叉相位调制效应导致的相对相位噪声的机理,在一些合理的假设下,给出了噪声的解析表达式,研究了噪声的统计特性;通过实验测量了噪声的传递函数,证实了相对相位噪声的低通滤波特性;利用蒙特卡洛模拟的方法计算了该噪声在不同泵浦方式和参数下,对基于相干技术的单载波系统和OFDM系统的影响,讨论了对相位恢复算法的优化策略及其对噪声的抑制效果。(3)发现并详细阐述了拉曼泵浦通过交叉偏振调制效应导致的相对偏振噪声的机理,通过对耦合非线性薛定谔方程的数值求解,分析了该噪声的统计特性,并与相对强度噪声和相对相位噪声进行了比较,发现其传递函数截止频率远大于后者;综合考虑相对强度噪声、相位噪声和偏振噪声,研究了它们对多跨段长距离通信系统和无中继系统的影响;最后介绍了针对相对偏振噪声的抑制算法的原理及应用。(4)应用所提出的信号传输模型,研究了基于分布式拉曼放大器的超长跨距无中继相干光通信系统的设计和优化问题,优化了系统的信号和泵浦功率,比较了基于不同阶数的拉曼放大器的系统传输性能,分析并计算了系统里不同噪声源所引起的传输性能代价;结合Giles模型,给出了无中继系统中远程光泵浦放大器的优化方案,优化参数包括放大器的掺铒光纤长度和放大器的最佳位置。归纳起来,我们提出了一个具有普适性的拉曼放大传输模型,首次发现并详细阐述了拉曼泵浦与信号之间通过非线性效应所导致的相位噪声和偏振噪声的机理,研究成果为相干光通信系统中分布式拉曼放大器和信号传输性能的分析和优化工作提供了理论基础,对下一代高速长距光纤通信系统的设计具有指导意义。
俞琳[4](2016)在《基于C+L波段光纤环腔激光技术的混合气体传感方法研究》文中指出基于光纤激光内腔吸收光谱学的气体传感技术具有响应速度快、光谱覆盖范围宽、光谱分辨率与检测灵敏度高等优点,非常适用于工业生产和环境保护领域对有害气体的实时检测需求。本文在对激光内腔混合气体传感进行理论研究的基础上,基于环形内腔结构构建了一种C+L波段混合式光纤气体传感系统,实现了C2H2、CO和CO2混合气体的高灵敏检测。针对混合气体吸收光谱展开了信号处理技术研究,提出了一种气体重叠吸收谱线的分离方法用于复原各谱线的光谱分布。以多气体吸收谱线为实时波长参考,实现了变温环境下光源输出波长在多波段调谐范围内的精确标定。本文的创新性工作如下:1、以激光传输方程和气体吸收定律为基础,对激光内腔混合气体传感展开理论研究。分析了系统参数对气体传感性能的影响,提出了直接吸收式检测的灵敏度增强方法与波长调制式检测的软件锁相方法,并研究了温度变化对气体浓度检测的影响机理及补偿方法。2、构建了C+L波段光纤激光内腔混合气体传感系统,将多波段内腔吸收与波长扫描及调制技术相结合,获得了更广的光谱覆盖范围与更低的气体浓度检测下限。在对C2H2,CO和CO2混合气体进行检测时,有效吸收光程约为单程吸收的50倍,最小可检测浓度分别为0.6 ppm,17.4 ppm和19.2 ppm。3、针对混合气体传感中的吸收谱线重叠问题,提出了一种快速谱线分离方法。该方法包括连续小波变换、线性回归分析和混沌粒子群优化三步,以获得重叠谱线各自的吸收光谱分布。使用该方法分离CO和CO2的重叠吸收谱线以检测两种气体的浓度,最大检测误差分别下降到使用前的35%和42%。4、针对传感系统中扫描光源波长调谐的迟滞非线性和蠕变特性,采用密封在波长参考气室中与光源输出波段相对应的混合气体谱线为参考,实现了变温环境下光源波长的实时精确标定,利用波长标定结果对C2H2,CO和CO2混合气体的吸收波长进行定位,在0℃到60℃范围内波长定位均方根误差不超过3.3 pm。
吴晓霞[5](2015)在《宁夏区内二干波分扩容建设方案研究》文中研究指明密集波分复用(DWDM)技术是近年来出现的光通信新技术,已得到越来越广泛的应用。密集波分复用的波道数已由8波、16波,发展到32波、40波、160波。随着IP业务的与日俱增,电信业的增长点从以电话为代表的通信服务向以数据为代表的信息服务转移。DWDM解决了传统电信业务大容量和远距离传输的基本问题,超长距离DWDM传输技术由于节省了大量的电中继设备,能够大幅度降低投资成本,提高系统的传输质量和可靠性,具有良好的升级扩容潜力及高效方便的维护特性。本文在研究波分技术特点及网络结构的基础上,详细的介绍了宁夏区内华为1600G波分网络覆盖现状、网络负荷、网络质量及现网主要存在的问题,提出了本次扩容建设的具体实现方案。
臧可[6](2013)在《高阶光纤拉曼放大器的特性研究》文中提出在海量数据时代的背景下,光放大器已经成为超大容量、超长距离全光通信系统中不可缺少的关键器件之一,正是因为它能够对光信号进行直接放大,极大降低设备成本和系统复杂度。其中,光纤拉曼放大器(RFA)具有增益高、带宽大、噪声低等优点,在理论研究和系统应用中有极高的价值。虽然RFA已经商用,但仍存在如超宽带、高阶拉曼效应等诸多值得深入研究的内容。早期关于高阶RFA的研究,打破了传统RFA的噪声极限,但尚未成熟、走向应用。本论文集中研究高阶RFA和相关的数学建模,研究高阶RFA的噪声、增益和带宽等关键性能,并对其应用展开研究。其主要研究内容和创新性成果如下:(1)研究了高阶自发辐射的机理,针对有效模场面积在高阶泵浦范围不再是常量的情况,对高阶RFA的数学模型进行了修正,并提出了一种基于矩阵形式的变步长龙格库塔法来求解拉曼耦合方程,可有效降低其算法的复杂度、减小运算时间。利用该修正模型求解,得出结论:高阶斯托克斯线可以作为高阶RFA的泵浦源。(2)设计了几种高阶RFA并研究其噪声特性。仿真比较了高阶RFA和传统RFA的噪声特性,得出结论:二阶RFA和三阶RFA的有效噪声指数相比传统RFA分别降低了1.5dB和2.7dB;找出了高阶RFA低噪声的理论依据,即信号功率光沿光纤的分布更均匀,使其分布放大产生更低的噪声,并通过对不同泵浦方式下二阶RFA的噪声研究,验证了这个理论的正确性;分析了单、双向泵浦方式对二阶RFA的影响,指出双向二阶泵浦方式可以获得最佳噪声性能。(3)分别利用小功率低阶泵浦光作种子光和大功率高阶泵浦光作泵浦源去调节高阶RFA的带宽和增益,提出了利用“多阶次泵浦法”拓展高阶RFA的带宽,通过多个不同阶次的泵浦实现宽带高阶RFA;提出修正的遗传算法来快速、准确地寻找最佳拉曼泵浦方案,实现高阶RFA的增益平坦。对以上方案的仿真得出结论:利用8个和10个泵浦,实现了120km透明传输的50nm和80nm高阶拉曼增益谱,其有效噪声指数均小于-3dB,增益波动小于1dB;仿真分析了三阶分布式RFA中各阶泵浦的作用:其中一阶泵浦拓展带宽和改善增益平坦度;二阶泵浦提高增益;三阶泵浦改善噪声特性并为低阶泵浦提供能量。(4)搭建了有线电视(CATV)光纤系统的实验平台,提出了二阶RFA在其中应用的方案,并与传统的EDFA放大方案进行了对比研究;搭建了基于16-QAM调制的数字CATV系统仿真平台,分析了三阶RFA和一阶RFA在该系统中的作用,并对其误码性能进行了评估。(5)研究了拉曼效应对双泵浦光纤参量放大器的增益和带宽的影响,指出该影响主要由拉曼响应函数的实部决定,其仿真结果如下:拉曼效应使参量增益改变且易受零色散波动的影响,但小的零色散波动(如0.2nm)在拉曼效应的作用下有助于获得一个平坦增益谱。
余贶琭[7](2011)在《基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络》文中指出物联网(IOT:Internet of Things)是目前研究的热门领域之一,而光纤传感网络是物联网的一个重要部分。在环境保护和现代化工业生产中,人们都急需一种可监测多点气体浓度信息的传感网络。光纤型气体传感设备和方案因其抗干扰性强、本质安全、基于光通信技术、易于组网、智能化监测等显着特点而成为当今国内外传感领域研究的主要对向。虽然科研人员已经对光纤单点气体传感器研究了多年,取得了一定的成果,但是仍然存在一些问题;另一方面,如何利用单点传感器构成一个光纤传感网络正成为当前热点之一。本文针对吸收光谱法的光纤气体传感器进行了深入的研究。首先是对于单耦合器光纤环结构的气体传感器进行了研究,分析了测量理论并搭建了实验系统;随后对利用增益钳制EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier)的光纤腔衰荡气体传感器进行了研究,在理论和实验两方面探究增益钳制EDFA性能的基础上,实际搭建了一种基于增益钳制EDFA的光纤腔衰荡气体传感器;第三,对于基于波分复用的多点光纤气体传感网络进行了深入研究,分析了耦合器网络、EDFA补偿型耦合器网络、波分复用器网络、DLOB(Dual-Loop Optical Buffer)网络等不同组网方式下的网络性能,包括损耗及信噪比等问题,理论分析了波分复用型传感网络的测量原理和最大可监测点数,并搭建实验系统进行验证;最后对于DLOB和基于码分多址的光纤气体传感网络的若干关键问题进行了深入研究,对于DLOB的环长与信号包速率长度关系、信号包的编码方案、U波段的光开关等问题进行了研究。本文主要研究内容与所取得的创新性成果为:1.提出了一种1665nm基于单耦合器光纤环的甲烷传感器结构,分析了该传感器的性能:包括1665nm系统中使用1550nm耦合器的最佳分光比与信号光环行圈数的关系;与传统的吸收光谱法相比,该传感器将气室的有效吸收长度增加了4倍。利用该传感器实际测量了两组甲烷气体样品,其测量结果误差小于2.5%。2.光纤腔衰荡型传感器是一种常见的传感器结构,但其损耗较大、信号衰荡次数较少、衰荡时间短;虽然加入光放大器可以补偿衰荡损耗,但光放大器是一种非线性放大器件,具有增益饱和特性,将严重影响检测精度。为解决此问题,提出了一种基于增益钳制EDFA的光纤腔衰荡气体传感器新结构。理论分析获得了增益钳制EDFA的线性放大范围以及对应的输入功率阂值,并进一步导出了消光比与归一化输入光功率的关系。这些理论成果,在实际搭建的基于增益钳制放大器的传感器中得到了验证。实验表明,该增益钳制结构能够将EDFA归一化增益的线性范围从0.02扩大到约0.55、传感器衰荡时间从63.82 ns增加为2.90 us,测量误差从±0.70降为±0.0054 dB。利用该传感器实际测定了乙炔在1534.100nm的吸收峰,与光谱仪测量得到的结果吻合较好;对1.03%的乙炔样品的测量结果表明检测误差小于3.5%。3.对四种不同组网方式的光纤传感网络进行了分析比较,包括系统损耗、信噪比等性能。提出了一种波分复用型光纤乙炔传感网络,该网络利用密集波分复用器将宽谱光源分束为不同波长的窄带信号光,并利用不同的波长来区分不同传感点的位置,其系统损耗、串扰、信噪比恶化等都远远小于其他三种组网方式。在深入分析这种网络测量原理的基础上,得到了适用于该网络的谱线展宽形式的Beer-Lambert定律,分析得知该方案最大可监测18个传感点。最后实际搭建了一个3点的波分复用型光纤乙炔传感网络,各点的测量误差均小于1.8%。4.提出了一种适用于波分复用型乙炔传感网络的半导体光放大器SOA(Semiconductor Optical Amplifier)级联EDFA的新型宽谱光源,可有效地覆盖乙炔气体在1510-1540nm内的吸收峰。分析得到了该宽谱光源的理论输出光谱,与光谱仪的实际测量结果吻合较好。该宽谱光源兼具SOA的谱宽宽、平坦度好和EDFA的功率高等优点。5.提出了一种基于全光缓存器(DLOB)和码分多址(CDMA: Code Division Multiple Access)的光纤气体传感网络。该传感网络的优点在于:利用DLOB的双波长多圈缓存特性,将脉冲光信号在DLOB中多次循环通过气室,极大地增加了有效气体吸收长度;同时利用不同编码来区分传感点的位置。对这种传感网络的若干关键技术问题进行了研究:分析提出了一种适合该网络的编码方案;推导了码字长度(一个用户码字的比特数)、信号速率与DLOB光纤环长度的关系;对半导体光放大器(SOA)和光子晶体光纤(PCF:Photonic Crystal Fiber)在U波段的增益和相位调制特性进行了分析,并实验得到了PCF损耗值、非线性系数等参数。这些关键技术的解决,对本方案的进一步研究有重要的指导意义。
叶海光[8](2010)在《密集波分复用技术的应用研究》文中研究指明福建省地处中国东南沿海,随着各类通信业务的发展,业务网络逐渐扩大,数据带宽不断增加,对传输系统就提出了更多的承载需求。近期福建电信Chinanet骨干网、福建省CN2骨干网等网络的业务带宽需求在不断增加,作为承载这些带宽业务的省内长途密集波分复用系统,目前无足够的冗余波道来承载新增业务,因此省内长途密集波分复用系统的扩容迫在眉睫。在这种情况下,作者参与的省网四期波分复用项目建设满足了业务的需求。在本项目中,作者负责并参与了可行性研究、设备选型、网络设计、施工建设、工程验收以及其后的维护工作。本次项目采用了国内先进的通讯设备制造商——烽火通讯公司的FONST W1600 80×10G设备。作者在网络拓扑应用上采取了网状网的拓扑结构,并在设计和验收的过程中形成了规范化的操作。工程建成投产后,提供的波道满足了数据业务大颗粒通道的需求,为原有的波分网络和SDH网络提供了备用通道,得到了各方的好评。
周亚训[9](2009)在《多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究》文中研究指明随着现代通信技术的飞速发展,人们对光纤通信容量和系统集成化的要求大大提高,这使得掺铒光纤放大器(Erbium-doped Fiber Amplifier,EDFA)与波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术的联合运用成为实现多波长和超长距离传输必不可少的条件。其中,EDFA已是提高WDM系统信道数和光纤通信容量的关键部件。目前,主要工作在C波段(1530-1565nm)区域并得到广泛应用的传统石英基EDFA已不能满足系统的发展需求。因此,开发具有宽带放大能力和极高单位长度增益的非石英基EDFA,直接实现C+L波段(15301610nm)区域宽带无缝放大,这对于WDM系统光纤通信容量的扩展以及系统集成化具有非常重要的实际意义。本论文结合当前光纤通信技术的发展需求,选择多组分宽带碲酸盐和铋酸盐重金属氧化物玻璃作为研究对象,基于自主实现从“宽带掺铒玻璃→宽带掺铒玻璃光纤→宽带掺铒玻璃光纤放大器”整个流程的研究考虑,围绕多组分宽带掺铒玻璃光谱性质的改性研究、多组分宽带掺铒玻璃光纤的研制和光谱性质测试、宽带掺铒玻璃光纤稳态和瞬态放大特性的理论研究三方面内容开展工作。论文的主要研究工作如下:1.开展了单掺稀土铒离子对于碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究WDM系统的集成化趋势,需要尽可能地提高光纤放大器增益介质中的稀土铒离子(Er3+)掺杂浓度以便得到高的单位长度增益,但过高的铒离子掺杂也会带来一些负面效应,影响到光纤放大器的性能指标。因此,本文首先开展了稀土铒离子掺杂对于组分为TeO2-ZnO-La2O3(Na2O)碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究,深入研究了1.53μm波段荧光谱、荧光强度和荧光寿命随铒离子掺杂浓度的变化关系。为此,论文运用Lorentz线型函数对测量到的荧光光谱进行了拟合分解,建立了一个等效四能级模型分析了各谱线成分相对强度随铒离子掺杂浓度的变化关系,剖析了1.53μm波段荧光谱的展宽及其荧光主峰转移现象。同时,基于Forster-Dexter能量转移理论,结合荧光俘获效应的影响,系统分析了激发态4I13/2能级上铒离子无辐射能量衰减速率与其掺杂浓度的关系,从而指出了1.53μm波段荧光强度和荧光寿命在高掺杂浓度下发生猝灭的主要影响因素,并从无辐射能量转移机理出发分析对比了玻璃中稀土铒离子溶解性问题,计算得到了稀土铒离子的临界浓度和临界相互作用距离参数,确定了最佳掺杂含量。2.开展了多稀土离子共掺对于碲酸盐玻璃光谱特性的改性研究工作于1.53μm波段的掺铒光纤放大器通常采用1480或980nm波长进行泵浦。采用980nm波长泵浦,光纤放大器具有低的噪声系数,同时也存在着Er3+离子吸收较弱、上转换发光现象严重而引起的泵浦效率较低缺陷。本文从提高980nm泵浦效率和Er3+离子1.53μm波段荧光特性出发,开展了Er3+、Yb3+(镱)、Ce3+(铈)多稀土离子共掺对于组分为TeO2-ZnO-La2O3-Nb2O5碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究。论文通过具体分析Yb3+/Er3+离子间能量传递过程,研究了Yb3+离子掺杂对于Er3+离子1.53μm波段荧光和上转换发光的增强作用,并给予了理论模拟。通过分析Er3+/Ce3+离子间的能量传递过程,研究了Ce3+离子掺杂对于1.53μm波段荧光增强和上转换发光的抑制作用。从而指出相对于Er3+/Yb3+双掺形式,Er3+/Yb3+/Ce3+三掺是提高980nm泵浦效率和1.53μm波段荧光强度一种更加有效的组合掺杂方式。在此基础上,论文对基于声子辅助的Er3+/Ce3+离子间能量传递过程,首次提出了通过提高玻璃基质声子能量,减少能量传递过程中的能量失配程度,来进一步提高Er3+/Ce3+离子间能量传递速率的思想,实验结果得到了很好的印证。3.开展了单掺铒离子情形下铋酸盐玻璃荧光衰减特性研究OH-根离子不仅产生了石英传输光纤中1385nm波长附近的“水吸收峰”,同时也是掺铒玻璃中Er3+离子1.53μm波段荧光的一个主要猝灭中心。本文从测量分析Er3+离子1.53μm波段荧光衰减行为这一角度入手,开展了Bi2O3-B2O3-GeO2-Na2O -Er2O3铋酸盐玻璃中OH-根离子与Er3+离子相互作用机理以及对Er3+离子荧光特性的影响研究。研究指出,Er3+离子与玻璃中残留的OH-根离子间能量转移导致低掺杂浓度下Er3+离子荧光呈现出明显的非指数衰减特征,运用Inokuti-Hirayama公式拟合得到了Er3+离子与OH-根离子间能量转移参数。同时,在玻璃高温熔融过程中注入干燥氧气进行了除水处理研究,除水处理能明显减少玻璃中残留的OH-根离子含量,从而提高Er3+离子1.53μm波段荧光强度以及掺铒光纤中的信号增益,而其荧光呈现出近似单一的指数衰减特征。4.开展了低声子能量掺铒铋酸盐玻璃中激发态吸收的抑制研究激发态吸收常发生在980nm泵浦下的一类低声子能量掺铒重金属氧化物玻璃中,它的存在制约了泵浦光转换效率的提高从而影响到Er3+离子1.53μm波段荧光特性。本文通过在组分为Bi2O3-GeO2-Ga2O3-Na+2O一类低声子能量掺铒铋酸盐氧化物玻璃中分别引入Ce3+离子和B2O3组分,研究比较了这两种措施对于激发态吸收的抑制效果以及对于Er3+离子1.53μm波段荧光的作用。研究发现,适量Ce3+离子或B2O3组分的引入,分别通过能量转移和多声子弛豫方式提高了Er3+:4I11/2→4I13/2能级间无辐射弛豫速率,从而使得4I11/2能级Er3+离子荧光寿命相应减小,激发态吸收得到有效抑制。同时,Ce3+离子的引入进一步提高了4I13/2能级Er3+离子总量子效率,增强了1.53μm波段荧光强度。而B2O3组分的引入虽在一定程度上削弱了1.53μm波段荧光强度,但进一步展宽了其荧光发射谱。5.开展了新型多组分宽带掺铒玻璃光纤研制和光纤光谱性质研究在对多组分掺铒玻璃光谱性质改性研究基础上,本文选择合适的玻璃组分配比开展了新型宽带掺铒玻璃光纤的研制工作。论文利用自主的实验条件,采用旋转浇铸法和管棒组合法工艺研制了多组分宽带碲酸盐和铋酸盐玻璃光纤预制棒,拉制出了包层直径为125μm、纤芯直径分别为5.1μm和5.6μm的多组分宽带掺铒碲酸盐和铋酸盐玻璃光纤,并对得到的掺铒光纤进行了传输损耗和放大自发辐射(ASE)谱测试,1310nm波长处的传输损耗分别达到了3.7dB/m和3.4dB/m,ASE谱覆盖了C+L波段区域。在此基础上,论文鉴于多组分掺铒铋酸盐玻璃光纤与石英传输光纤熔化温度相差极大的特点,采用非对称熔接工艺进行了两者的熔接尝试,为下一步研制出高质量宽带掺铒玻璃光纤和光纤放大器积累了一定的工艺基础。6.开展了多组分宽带掺铒玻璃光纤稳态和瞬态放大特性的理论研究为进一步了解多组分宽带掺铒玻璃光纤的放大特性,同时为后续设计和优化宽带掺铒光纤放大器提供理论依据,本文从稳态和瞬态放大特性两个方面展开了系统的理论研究:1)建立了一个综合考虑Er3+离子能量转移和激发态吸收效应、以铋酸盐玻璃基掺铒光纤作为增益介质的铋基掺铒光纤放大器(Bi-EDFA)理论模型,分析比较了1480和980nm波长泵浦下放大器的稳态增益和噪声特性以及随信号输入功率、光纤长度的变化关系。同时,鉴于放大器内部存在着极大的由放大自发辐射产生的ASE噪声,论文从抑制噪声和再次利用噪声角度出发,对放大器进行了优化设计:①利用光隔离器抑制后向传输的ASE噪声,提高了放大器信号增益并降低了噪声系数。②利用光环形器引导前级放大产生的ASE噪声光泵浦一段后级低掺杂铋酸盐掺铒光纤,显着提高了放大器L波段信号增益;2)对于以碲酸盐玻璃基掺铒光纤作为增益介质的碲基掺铒光纤放大器(Te-EDFA),理论研究了输入状态突变时放大器输出端信号功率的瞬态响应特性以及瞬态响应随信号输入功率、泵浦功率的演变关系。在此基础上,论文从抑制输出信号瞬态响应幅度出发,提出了调理脉冲输入信号阶跃型边沿为渐变型边沿的功率变化方式思想。研究揭示,提出的理论方案可以有效地抑制放大器输出端信号功率的瞬态响应幅度。最后,总结了全文研究工作和创新之处,指出了论文不足以及有待进一步深入研究的问题。
郭中海[10](2008)在《DWDM技术在中国联通石太干线上的应用研究》文中认为随着以IP为主的数据业务的迅猛发展,如何满足不断增长的对传输容量和带宽的需求,是中国联通公司急需解决的问题。DWDM技术的发展和兴起,对在现有光缆传输系统中实现更大容量的传输提供了可能。密集波分复用DWDM利用现有的光缆资源,使每根光纤上传输更多路信号,极大地提高了通信容量,降低了通信建设和运行成本。本文主要介绍了本课题的研究目的及意义,以及光纤通信、波分复用技术(DWDM)的原理、系统器件等,描述了DWDM系统的关键技术,包括光源技术、光放大技术、前向纠错技术、动态增益均衡技术、色散补偿技术。对影响DWDM系统的因素-色散、非线性效应及光纤的损耗进行了讨论。详细对DWDM传输网络的设计进行了介绍,包括总体设计、系统最大中继距离的计算方法、传输网络的管理、网络保护、网络性能。结合中国联通石太干线传输系统工程的实际,提出了其具体的建设方案,包括波长数目、传输速率、光纤类型、光放的设置、色散补偿模块的设置以及光信噪比的计算等。建立了一个综合统一的大容量、高速率、高质量、高效的传输通信网络。DWDM系统充分利用了已有的光纤带宽资源,使得在未来几年内无需考虑光纤的问题,只需在上面加挂SDH设备即可。达到了DWDM技术在中国联通石太干线上的充分应用,为在已有光缆网络中采用DWDM技术,快速高效的搭建高速骨干传送网提供了实践经验。
二、Design of a Very Small Residual Dispersion Fiber System for DWDM Operation Over the Entire C -&L-Bands of EDFA(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Design of a Very Small Residual Dispersion Fiber System for DWDM Operation Over the Entire C -&L-Bands of EDFA(论文提纲范文)
(1)模分复用光纤的理论设计及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 模分复用光纤的研究背景 |
1.2 模分复用光纤及其通信的研究进展 |
1.3 尚待发展的关键技术问题 |
1.4 本论文的研究内容 |
1.5 课题来源和受资助情况 |
2.模分复用光纤通信的基础理论和关键技术 |
2.1 光纤模式的基础理论 |
2.2 光纤模式产生与检测关键技术 |
2.3 本章小结 |
3.传统光纤中轨道角动量模式特性研究 |
3.1 传统多模光纤中轨道角动量模式 |
3.2 标准单模光纤中可见光轨道角动量模式 |
3.3 本章小结 |
4.环形结构轨道角动量模分复用光纤研究 |
4.1 空气芯强导环形光纤的理论和设计 |
4.2 弱导环形光纤的理论和设计 |
4.3 弱导环形光纤模分复用通信系统的复杂度分析 |
4.4 低损耗弱导环形光纤的设计和制备 |
4.5 本章小结 |
5.本征模完全分离的退简并多模光纤研究 |
5.1 熊猫型椭圆纤芯退简并多模光纤的理论和设计 |
5.2 领结型椭圆环芯退简并多模光纤的理论和设计 |
5.3 实芯光子晶体型退简并多模光纤的理论和设计 |
5.4 本章小结 |
6.轨道角动量模分复用掺铒增益光纤研究 |
6.1 轨道角动量模分复用掺铒增益光纤的理论和设计 |
6.2 掺铒增益光纤性能测试 |
6.3 本章小结 |
7.轨道角动量模分复用光纤通信系统实验研究 |
7.1 全双工轨道角动量模分复用光纤通信系统实验 |
7.2 基于单模光纤和模分复用环形光纤的异构光纤通信系统实验 |
7.3 本章小结 |
8.总结与展望 |
8.1 论文主要工作 |
8.2 论文主要创新点 |
8.3 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
附录2 攻读博士学位期间授权国家发明专利 |
附录3 中英文缩写对照表 |
(2)相干光通信中光纤非线性效应的理论模型及补偿算法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 光纤非线性效应的理论模型研究现状 |
1.3 光纤非线性效应补偿方法研究现状 |
1.4 存在的问题 |
1.5 本论文的研究内容及结构安排 |
2 光纤通信系统中的光纤非线性效应及已有理论模型的分析 |
2.1 引言 |
2.2 非线性薛定谔方程及光纤中的非线性效应 |
2.3 非线性薛定谔方程的求解方法 |
2.4 非线性效应简化的理论模型及分析 |
2.5 本章小结 |
3 双向拉曼超长跨距系统中非线性效应理论模型的研究 |
3.1 引言 |
3.2 光纤拉曼放大器及其在超长跨距系统中的应用 |
3.3 双向拉曼超长跨距系统中的噪声和非线性效应 |
3.4 双向拉曼超长跨距系统中的非线性效应理论模型 |
3.5 仿真及结果分析与讨论 |
3.6 本章小结 |
4 双向拉曼超长跨距系统中非线性效应补偿方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 用于拉曼放大系统的DBP算法 |
4.3 基于前补DBP的 NSNI抑制方法 |
4.4 双向拉曼超长跨距系统中NSNI效应的抑制实验 |
4.5 本章小结 |
5 WDM系统中光纤非线性效应的分析模型 |
5.1 引言 |
5.2 WDM系统中非线性效应的分析模型 |
5.3 对WDM系统中非线性效应的分析 |
5.4 本章小结 |
6 WDM系统中基于联合补偿算法的XPM抑制方法 |
6.1 引言 |
6.2 一种基于非线性前补和接收端相位恢复算法的XPM抑制方法 |
6.3 仿真系统的搭建和参数设置 |
6.4 仿真结果分析 |
6.5 本章小结 |
7 WDM系统中基于改进DD-RLS的非线性相位追踪算法 |
7.1 引言 |
7.2 自适应均衡及其在补偿非线性相位噪声上的缺陷 |
7.3 一种用于非线性相位追踪的改进DD-RLS算法 |
7.4 仿真结果分析与讨论 |
7.5 本章小结 |
8 全文总结与工作展望 |
8.1 本文工作总结 |
8.2 下一步工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
(3)相干光通信系统分布式拉曼放大研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 相干光通信简介 |
1.3 常用光放大器简介 |
1.4 本章小结 |
2 分布式拉曼放大器简介 |
2.1 拉曼散射的基本原理 |
2.2 数学模型 |
2.3 噪声特性 |
2.4 泵浦方式 |
2.5 本章小结 |
3 拉曼放大下的光场向量传输理论 |
3.1 一些经典的模型简介 |
3.2 泵浦—信号非线性薛定谔耦合方程 |
3.3 数值求解方法 |
3.4 模型的应用示例 |
3.5 与coarse-step法的比较 |
3.6 本章小结 |
4 相对相位噪声 |
4.1 相对相位噪声的物理意义及标量模型 |
4.2 RPN的统计特性及实验测量 |
4.3 RPN的影响 |
4.4 改进的相位恢复算法 |
4.5 本章小结 |
5 相对偏振噪声 |
5.1 交叉偏振调制效应及RPolN的物理意义 |
5.2 RPolN的统计特性 |
5.3 RPolN的影响 |
5.4 RPolN的抑制算法 |
5.5 本章小结 |
6 基于拉曼放大的无中继系统的分析与优化 |
6.1 多跨段长距离通信系统与无中继系统的比较 |
6.2 模型的扩充 |
6.3 不同拉曼放大阶数的优化和比较 |
6.4 ROPA的优化 |
6.5 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 论文总结 |
7.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
附录2 缩略词汇表 |
(4)基于C+L波段光纤环腔激光技术的混合气体传感方法研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 光纤气体传感概述 |
1.2 光谱吸收型光纤气体传感技术 |
1.2.1 非色散红外吸收光谱技术 |
1.2.2 可调谐二极管激光吸收光谱技术 |
1.2.3 光声光谱技术 |
1.2.4 腔吸收光谱技术 |
1.3 基于光纤激光内腔吸收光谱的气体传感发展现状 |
1.3.1 线形腔结构 |
1.3.2 环形腔结构 |
1.4 论文的研究意义及主要研究内容 |
第二章 光纤激光内腔混合气体传感理论研究 |
2.1 掺铒光纤环腔激光技术理论模型 |
2.1.1 掺铒光纤能级结构 |
2.1.2 激光输出特性影响因素分析 |
2.2 直接吸收式内腔混合气体传感 |
2.2.1 基本原理 |
2.2.2 灵敏度增强方法 |
2.3 波长调制式内腔混合气体传感 |
2.3.1 基本原理 |
2.3.2 软件锁相方法 |
2.4 温度对气体传感的影响分析 |
2.4.1 影响机理 |
2.4.2 补偿方法 |
2.5 本章小结 |
第三章C+L波段光纤激光内腔混合气体传感系统设计 |
3.1 总体设计 |
3.2 光源模块 |
3.2.1 掺铒光纤放大器特性研究 |
3.2.2 F-P可调谐滤波器特性研究 |
3.3 传感模块 |
3.3.1 传感气室设计 |
3.3.2 多路复用设计 |
3.4 波长参考模块 |
3.5 驱动探测模块 |
3.5.1 驱动放大电路 |
3.5.2 光电探测电路 |
3.6 本章小结 |
第四章 光纤激光内腔吸收光谱信号处理技术研究 |
4.1 吸收光谱去噪 |
4.1.1 EMD去噪原理 |
4.1.2 EMD去噪性能 |
4.2 吸收谱线提取 |
4.2.1 谱线位置识别 |
4.2.2 光谱基线移除 |
4.2.3 谱线线型拟合 |
4.3 重叠谱线分离 |
4.3.1 谱线分离方法介绍 |
4.3.2 谱线分离仿真研究 |
4.3.3 谱线分离实验研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 光纤激光内腔混合气体浓度检测 |
5.1 混合气体谱线选择 |
5.2 直接吸收法浓度检测 |
5.2.1 扫描参数最优化 |
5.2.2 混合气体浓度标定及反演 |
5.2.3 灵敏度增强研究 |
5.3 波长调制法浓度检测 |
5.3.1 调制参数最优化 |
5.3.2 混合气体浓度标定及反演 |
5.3.3 最小可探测气体浓度 |
5.4 稳定性测试 |
5.5 本章小结 |
第六章 光纤激光内腔混合气体吸收波长定位 |
6.1 光源波长标定 |
6.1.1 基于F-P标准具的波长标定方法 |
6.1.2 基于波长参考气室的波长标定方法 |
6.2 气体吸收波长定位 |
6.2.1 定位方法研究 |
6.2.2 定位性能测试 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(5)宁夏区内二干波分扩容建设方案研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 DWDM技术的产生背景 |
1.1.1 光网络复用技术的发展 |
1.2 DWDM技术概述 |
第二章 DWDM系统的关键技术 |
2.1 光源技术 |
2.1.1 光源类型 |
2.1.2 DWDM系统光源的特点 |
2.1.3 DWDM系统激光器调制方式 |
2.2 光放大技术 |
2.3 光复用和解复用技术 |
2.3.1 常用光波分复用器简介 |
2.3.2 DWDM系统的复用/解复用器件 |
2.4 光转发技术 |
2.4.1 概述 |
2.4.2 工作原理以及性能指标 |
第三章 拉曼放大器 |
3.1 拉曼放大器原理 |
3.1.1 受激拉曼散射概念 |
3.1.2 受激拉曼散射的应用 |
3.1.3 拉曼放大器的分类 |
3.1.4 拉曼放大器的特点 |
3.2 拉曼放大器的应用 |
3.2.1 拉曼放大器的特性 |
3.2.2 拉曼放大器在DWDM中的应用 |
3.3 工程中应用注意事项 |
3.3.1 端面要保持清洁 |
3.3.2 光缆性能保证 |
3.3.3 其他注意事项 |
第四章 DWDM组网方式 |
4.1 点对点组网 |
4.2 链状组网 |
4.3 环形组网 |
4.4 其他方式 |
4.5 DWDM组网要素分析 |
第五章 中国电信宁夏分公司区内二干波分传输系统扩容工程设计说明 |
5.1 概述 |
5.2 设计范围 |
5.3 主要工程量统计 |
5.4 区内波分系统现状 |
5.5 本期工程建设目的及方案 |
5.5.0. 本期建设目的 |
5.5.1 系统优化方案 |
5.5.2. 扩容波道配置 |
5.5.3. 原有波道调整 |
5.5.4 设备配置 |
5.5.5.保护方式 |
5.5.6. 网管系统 |
5.5.7. 公务系统 |
第六章 设备主要技术特性 |
6.1. OPTIX BWS 1600G设备主要技术特性 |
6.1.1. OptiX BWS 1600G技术特点 |
6.1.2. 设备工作参数 |
6.1.3. 设备光放板技术指标 |
6.1.4. 波长标称值 |
6.1.5. DCM模块的DGD参数指标 |
6.1.6 光功率预算 |
6.1.7. 色散计算 |
第七章 中国电信宁夏区内二干波分传输系统扩容工程现场验收指标 |
7.1 WDM系统组成及接口参考点定义 |
7.1.1 WDM系统的组成 |
7.1.2 系统接口参考点定义 |
7.2 160X10GB/S WDM单机指标 |
7.2.1 平均发送光功率 |
7.2.2 最小边模抑制比 |
7.2.3 最大-20dB带宽 |
7.2.4 接收灵敏度 |
7.2.5 最小过载光功率 |
7.3 可调波长转换器 |
7.3.1 波长调节范围 |
7.4 合波器 |
7.4.1 插入损耗及其最大差异 |
7.5 分波器 |
7.5.1 插入损耗 |
7.5.2 通道隔离度 |
7.5.3 SDn点每通道输出光功率 |
7.6 5 0 G H Z / 10 0 G HZ梳状滤波器 |
7.6.1 插入损耗及其最大差异 |
7.6.2 通道隔离度 |
7.7 光纤放大器 |
7.7.1 总输出光功率 |
7.8 光谱分析模块(O S A ) |
7.8.1 中心波长偏差 |
7.8.2 波道光功率偏差 |
7.8.3 光信噪比 |
7.9 光监测通道(OSC) |
7.9.1 输出光功率 |
7.9.2 工作波长及偏差 |
第八章 区内二干波分传输系统扩容工程业务波道割接方案 |
8.1 操作简介 |
8.1.1 本期割接介绍 |
8.2 割接前的准备工作 |
8.2.1 信息收集准备工作 |
8.2.2 操作前准备工作 |
8.3 网络光功率调整方案 |
8.3.1 光功率调整原则: |
8.4 操作步骤 |
8.4.1 具体操作步骤: |
8.5 优化、扩容风险及预防措施 |
第九章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(6)高阶光纤拉曼放大器的特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 光纤通信中几种光放大器 |
1.2.1 稀土掺杂光纤光放大器 |
1.2.2 半导体光放大器 |
1.2.3 掺铒波导放大器 |
1.2.4 光纤参量放大器 |
1.3 光纤拉曼放大器 |
1.3.1 光纤拉曼放大器的主要特点 |
1.3.2 光纤拉曼放大器的应用 |
1.3.3 光纤拉曼放大器的研究现状 |
1.3.4 光纤拉曼放大器中的研究热点 |
1.3.5 研究光纤拉曼放大器的意义 |
1.4 论文结构及安排 |
参考文献 |
第二章 光纤拉曼放大器的理论基础 |
2.1 拉曼散射现象 |
2.1.1 非受激拉曼散射的经典理论 |
2.1.2 非受激拉曼散射的量子理论 |
2.1.3 受激拉曼散射 |
2.2 光纤拉曼放大器的数学模型 |
2.2.1 简单条件下的数学模型 |
2.2.2 复杂条件下的数学模型及求解 |
2.2.3 仿真工具 |
2.3 小结 |
参考文献 |
第三章 高阶光纤拉曼放大器的噪声特性研究 |
3.1 高阶受激拉曼散射效应 |
3.1.1 耦合方程组的修正 |
3.1.2 高阶自发辐射原理 |
3.2 高阶分布式光纤拉曼放大器 |
3.2.1 高阶分布式光纤拉曼放大器结构 |
3.2.2 高阶分布式光纤拉曼放大器特性 |
3.3 高阶分布式光纤拉曼放大器噪声来源 |
3.3.1 DRS 噪声 |
3.3.2 泵浦光的RIN |
3.4 不同阶泵浦的噪声特性研究 |
3.4.1 二阶泵浦对光纤拉曼放大器的噪声影响 |
3.4.2 三阶泵浦对光纤拉曼放大器的噪声影响 |
3.4.3 不同泵浦方式下的性能比较 |
3.5 小结 |
参考文献 |
第四章 高阶光纤拉曼放大器的增益与带宽 |
4.1 光纤拉曼放大器中增益和带宽的基本概念 |
4.1.1 光纤中的拉曼增益谱 |
4.1.2 常用增益谱系数测量 |
4.1.3 增益波动 |
4.1.4 增益带宽与增益平坦性 |
4.1.5 一阶光纤拉曼放大器增益平坦化的方法 |
4.2 三阶分布式光纤拉曼放大器的带宽优化 |
4.2.1 三阶分布式光纤拉曼放大器的带宽 |
4.2.2 优化算法的引入 |
4.2.3 带宽优化及仿真结果 |
4.3 小结 |
参考文献 |
第五章 高阶光纤拉曼放大器和拉曼效应的应用研究 |
5.1 高阶光纤拉曼放大器在CATV系统中的应用 |
5.1.1 CATV系统简介 |
5.1.2 高阶光纤拉曼放大器对模拟CATV系统性能的影响 |
5.1.3 高阶光纤拉曼放大器对数字CATV系统的影响 |
5.2 拉曼效应对宽带参量放大器的影响 |
5.2.1 考虑拉曼效应的参量放大器 |
5.2.2 参量增益受拉曼效应的影响 |
5.2.3 参量带宽受拉曼效应的影响 |
5.3 小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
附录 缩略语 |
致谢 |
攻读博士学位期间承担的科研项目与主要成果 |
(7)基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
1. 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 气体检测技术现状 |
1.3 吸收光谱法和气体吸收峰 |
1.3.1 吸收光谱法 |
1.3.2 常见气体分子的吸收峰 |
1.4 光纤气体传感器 |
1.5 光纤气体传感网络 |
1.6 论文主要内容与结构 |
2 基于腔衰荡光谱技术的光纤气体传感器 |
2.1 引言 |
2.2 腔衰荡光谱技术 |
2.2.1 腔衰荡光谱技术测量原理 |
2.2.2 光纤腔衰荡传感器分类 |
2.3 单耦合器光纤环甲烷气体传感器 |
2.3.1 甲烷吸收峰与传感器光源的研制 |
2.3.2 实验原理 |
2.3.3 耦合器最佳分光比 |
2.3.4 基于单光纤环的甲烷气体检测 |
2.4 基于增益钳制EDFA的光纤腔衰荡气体传感器 |
2.4.1 掺铒光纤放大器的增益钳制 |
2.4.2 全光增益钳制理论分析 |
2.4.3 基于增益钳制EDFA的光纤腔衰荡乙炔传感器 |
2.5 本章小结 |
本章附录 |
2.A.1 1665nm可编程脉冲激光器 |
2.A.2 气路 |
2.A.3 气体扩散实验 |
2.A.4 DVOA性能 |
3 基于波分复用器的光纤气体传感网络 |
3.1 引言 |
3.2 传感网络的性能分析 |
3.2.1 系统损耗分析 |
3.2.2 信噪比分析 |
3.3 基于波分复用的多点气体传感网络 |
3.3.1 测量原理 |
3.3.2 论最大可监测点数 |
3.3.3 网络结构 |
3.4 波分复用气体传感网络实验研究 |
3.4.1 SOA级联EDFA宽谱光源的研究 |
3.4.2 气体吸收实验 |
3.5 本章小结 |
本章附录 |
3.A 波分复用耦合器性能测试 |
4 基于DLOB的光纤气体传感网络关键问题的研究 |
4.1 引言 |
4.2 DLOB型传感网络 |
4.2.1 全光缓存器 |
4.2.2 传感网络 |
4.3 编码方式及环长限制条件 |
4.3.1 帧信号编码及系统工作方式 |
4.3.2 DLOB环长限制条件 |
4.4 U波段光开关和放大器的研究 |
4.4.1 基于SOA的交叉相位调制 |
4.4.2 光子晶体光纤光开关研究 |
4.4.3 Raman放大器的研究 |
4.5 本章小结 |
本章附录 |
4.A 半导体光放大器 |
5 总结与展望 |
5.1 本文工作总结 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
附录 |
缩写词索引 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)密集波分复用技术的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 作者主要的研究工作 |
1.3 论文的主要研究成果 |
1.4 论文的组织 |
第二章 相关研究综述 |
2.1 密集波分复用技术的产生背景和优越性 |
2.1.1 密集波分复用技术的产生背景 |
2.1.2 密集波分复用技术的优越性 |
2.2 密集波分复用的主要技术 |
2.2.1 光源技术 |
2.2.2 光合波与分波技术 |
2.2.3 光放大技术 |
2.2.4 网络监控技术 |
2.3 波分复用系统的基本工作原理 |
2.4 密集波分复用系统的组网设计 |
2.4.1 DWDM的几种网络单元类型 |
2.4.2 DWDM网络的一般组成 |
2.4.3 DWDM组网考虑的要素 |
2.5 密集波分复用技术的发展现状与趋势 |
2.5.1 密集波分复用技术的发展现状 |
2.5.2 密集波分复用光网络的演变与发展方向 |
第三章 福建省密集波分复用网络方案设计 |
3.1 省内长途数据网现状研究 |
3.1.1 福建电信Chinanet骨干网现状 |
3.1.2 CN2网络现状 |
3.1.3 其他宽带通信业务发展 |
3.2 省内长途波分传输网现状研究 |
3.3 省内长途光缆网现状研究 |
3.4 省内长途业务需求研究 |
3.4.1 福建电信Chinanet骨干网业务电路预测 |
3.4.2 CN2网业务电路预测 |
3.4.3 其他电路预测 |
3.5 省长途波分复用工程方案设计 |
3.5.1 波分建设需求分析 |
3.5.2 新建波分系统的四种方案比较 |
3.5.3 对中兴波分系统扩容,分步实施新建波分波系统方案四 |
3.5.4 波分系统新建方案、扩容与新建系统相结合方案的比较 |
第四章 福建省密集波分复用网络方案实施 |
4.1 烽火FONST W1600型波分设备 |
4.1.1 烽火FONST W1600型设备特性分析 |
4.1.2 OMSP盘性能 |
4.1.3 光放大器性能 |
4.1.4 烽火OTM2000网管系统 |
4.2 省网波分工程方案实施要求 |
4.3 省网波分工程方案实施 |
4.3.1 建设方案 |
4.3.2 系统配置 |
4.3.3 波道配置 |
4.3.4 网管配置 |
第五章 结束语 |
5.1 论文工作总结 |
5.2 进一步的研究工作 |
参考文献 |
缩略语 |
致谢 |
(9)多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 光纤通信与波分复用系统概况 |
1.1.1 光纤通信的发展 |
1.1.2 波分复用系统概况 |
1.2 宽带掺铒光纤放大器及其研究现状 |
1.2.1 光放大器及其分类 |
1.2.2 光纤通信系统对掺铒光纤放大器的要求 . |
1.2.3 实现宽带放大的主要技术方案 |
1.2.4 宽带碲基和铋基掺铒光纤放大器的研究现状 |
1.3 论文研究目的及意义 |
1.4 论文研究内容 |
1.4.1 论文主要研究内容 |
1.4.2 课题来源 |
2 实验与光谱理论 |
2.1 玻璃样品的制备 |
2.1.1 碲酸盐玻璃样品原料及制备 |
2.1.2 铋酸盐玻璃样品原料及制备 |
2.2 玻璃样品的测试 |
2.2.1 物理性质的测试 |
2.2.2 光谱性质的测试 |
2.3 铒离子的光谱理论 |
2.3.1 稀土元素及铒离子能级 |
2.3.2 Judd-Ofelt 理论 |
2.3.3 McCumber 理论 |
3 单掺稀土铒离子对于碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究 |
3.1 碲酸盐玻璃样品组分配比 |
3.2 碲酸盐玻璃样品的光谱特性 |
3.2.1 不同铒离子掺杂浓度下的荧光谱 |
3.2.2 不同铒离子掺杂浓度下的荧光强度和寿命 |
3.3 铒离子1.53ΜM 波段荧光谱展宽 |
3.3.1 荧光谱的Lorentz 线型分解 |
3.3.2 四能级模型及荧光谱展宽分析 |
3.4 铒离子的无辐射能量转移与荧光猝灭 |
3.4.1 铒离子的无辐射能量转移机理 |
3.4.2 铒离子的协作上转换系数 |
3.5 稀土铒离子的溶解性 |
3.5.1 临界浓度和临界相互作用距离 |
3.5.2 稀土铒离子的溶解性 |
3.6 本章小结 |
4 多稀土离子共掺下碲酸盐玻璃光谱特性的研究 |
4.1 碲酸盐玻璃样品组分配比 |
4.2 碲酸盐玻璃样品的吸收光谱 |
4.3 ER~(~(3+))/Yb~(3+)共掺碲酸盐玻璃的光谱特性 |
4.3.1 铒离子1.53μm 波段荧光和上转换发光 |
4.3.2 Er~(3+)/Yb~(3+)离子间的能量传递 |
4.3.3 上转换发光机理 |
4.3.4 理论模拟 |
4.4 ER~(3+)/Yb~(3+)/CE~(3+)共掺碲酸盐玻璃的光谱特性 |
4.4.1 铒离子1.53μm 波段荧光和上转换发光 |
4.4.2 Er~(3+)/Ce~(3+)离子间的能量传递 |
4.5 ER~(3+)/CE~(3+)离子间能量传递速率的提高 |
4.5.1 傅里叶—红外(FT-IR)吸收光谱 |
4.5.2 Er~(3+)→Ce~(3+)间能量传递速率的提高 |
4.5.3 铒离子1.53μm 波段荧光谱 |
4.6 本章小结 |
5 单掺铒离子情形下铋酸盐玻璃荧光衰减特性研究 |
5.1 铋酸盐玻璃样品组分配比 |
5.2 铋酸盐玻璃的红外透射谱 |
5.2.1 玻璃样品的红外透射光谱 |
5.2.2 OH-根离子的吸收系数和浓度 |
5.3 激发态~4I_(13/2) 能级铒离子荧光衰减特性 |
5.3.1 铒离子荧光衰减曲线 |
5.3.2 铒离子荧光衰减机理 |
5.4 铋酸盐玻璃的除水处理研究 |
5.4.1 红外吸收光谱及OH~-离子浓度 |
5.4.2 铒离子荧光衰减曲线 |
5.4.3 铒离子荧光光谱 |
5.4.4 光纤信号增益 |
5.5 本章小结 |
6 掺铒铋酸盐玻璃激发态吸收的抑制研究 |
6.1 铋酸盐玻璃样品组分配比 |
6.2 铒离子激发态吸收及其抑制 |
6.2.1 铒离子激发态吸收 |
6.2.2 激发态吸收的抑制 |
6.3 铒离子1.53ΜM 波段荧光特性 |
6.3.1 ~4I_(13/2) 能级铒离子量子效率 |
6.3.2 ~4I_(13/2) 能级铒离子总量子效率 |
6.3.3 ~4I_(13/2) 能级铒离子增益截面 |
6.4 本章小结 |
7 多组分宽带掺铒玻璃光纤的研制及其光谱特性 |
7.1 多组分掺铒玻璃光纤的制备 |
7.1.1 光纤制备对纤芯和包层的要求 |
7.1.2 纤芯和包层玻璃组分的选择 |
7.1.3 光纤预制棒的制备 |
7.1.4 光纤拉制 |
7.2 多组分掺铒玻璃光纤的光谱特性 |
7.2.1 光谱测试 |
7.2.2 光纤传输损耗 |
7.2.3 光纤的放大自发辐射谱 |
7.3 多组分掺铒玻璃光纤与石英传输光纤的熔接研究 |
7.3.1 光纤熔接预处理 |
7.3.2 光纤的非对称熔接 |
7.4 本章小结 |
8 宽带铋酸盐玻璃基掺铒光纤稳态放大特性研究 |
8.1 掺铒光纤放大器的基本结构和工作原理 |
8.1.1 EDFA 的基本结构 |
8.1.2 EDFA 的工作原理 |
8.2 多组分宽带掺铒光纤放大器的理论模型 |
8.2.1 铒离子跃迁的多能级模型 |
8.2.2 148011m 泵浦下的粒子数速率方程和光功率传输方程 |
8.2.3 98011m 泵浦下的粒子数速率方程和光功率传输方程 |
8.2.4 数值模拟 |
8.3 宽带铋基掺铒光纤放大器的增益和噪声特性 |
8.3.1 模拟参数 |
8.3.2 148011m 泵浦下的信号增益和噪声特性 |
8.3.3 98011m 泵浦下的信号增益和噪声特性 |
8.4 宽带铋基掺铒光纤放大器对于ASE 噪声的处理 |
8.4.1 放大自发辐射(ASE)噪声 |
8.4.2 带光隔离器后的信号增益和噪声系数 |
8.4.3 使用光环形器后的信号增益和噪声系数 |
8.5 本章小结 |
9 宽带碲酸盐玻璃基掺铒光纤瞬态放大特性研究 |
9.1 宽带碲基掺铒光纤放大器的理论模型 |
9.1.1 瞬态粒子数速率—光功率传输方程 |
9.1.2 数值算法 |
9.1.3 模拟参数 |
9.2 宽带碲基掺铒光纤放大器的瞬态响应 |
9.2.1 脉冲输入信号的瞬态响应 |
9.2.2 瞬态响应时间常数 |
9.2.3 双通道输入信号下的瞬态响应 |
9.3 宽带碲基掺铒光纤放大器瞬态响应的抑制 |
9.3.1 脉冲信号上升沿变化方式选择 |
9.3.2 不同上升沿脉冲输入信号的输出响应 |
9.4 本章小结 |
10 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者攻读博士学位期间参加科研项目和发表论文情况 |
(10)DWDM技术在中国联通石太干线上的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 项目的背景及其意义 |
1.1.1 项目的背景 |
1.1.2 项目的意义 |
1.2 项目的相关理论基础 |
1.2.1 三种解决带宽瓶颈的方法 |
1.2.2 WDM的基本概念及特点 |
1.3 项目的目标和任务 |
1.4 论文内容安排 |
第二章 DWDM系统的关键技术 |
2.1 光源技术 |
2.1.1 激光器的调制方式 |
2.1.2 波长稳定技术 |
2.2 光放大器 |
2.2.1 半导体光放大器(SOA) |
2.2.2 掺饵光纤放大器(EDFA) |
2.2.3 光纤喇曼放大器(FRA) |
2.3 前向纠错技术(FEC) |
2.3.1 带内FEC技术 |
2.3.2 带外FEC技术 |
2.3.3 超强FEC(SFEC或AFEC)技术 |
2.4 动态增益均衡技术 |
2.5 色散补偿技术 |
2.5.1 色散补偿光纤技术(DCF) |
2.5.2 光纤光栅补偿技术 |
2.5.3 单膜光纤中偏振膜色散补偿(PMD)技术 |
2.6 DWDM器件 |
第三章 DWDM传输网络的设计 |
3.1 影响DWDM系统的因素 |
3.1.1 色散 |
3.1.2 非线性效应 |
3.1.3 光纤的损耗 |
3.2 传输系统的总体设计考虑 |
3.2.1 设置路由,确定系统的制式和网络拓朴结构 |
3.2.2 光纤选型原则 |
3.2.3 设备选型原则 |
3.3 系统最大中继距离的计算方法 |
3.3.1 损耗受限系统 |
3.3.2 色散受限系统 |
3.4 网络管理 |
3.4.1 网络管理系统 |
3.4.2 网元管理 |
3.4.3 网元管理系统的保护 |
3.5 网络保护 |
3.6 网络性能 |
3.6.1 误码性能 |
3.6.2 抖动性能 |
3.7 供电方式 |
第四章 中国联通石家庄—太原DWDM传输系统方案 |
4.1 当前网络现状分析 |
4.1.1 当前网络现状及不足分析 |
4.1.2 方案选择 |
4.2 方案综述 |
4.3 方案具体设计情况 |
4.3.1 通路组织原则 |
4.3.2 光纤选择 |
4.3.3 局站设置 |
4.3.4 波长数目确定及波道配置 |
4.4 设备系统的选型和介绍 |
4.4.1 设备系统的选型 |
4.4.2 系统结构 |
4.4.3 系统支持的传输代码 |
4.4.4 光纤放大器 |
4.4.5 机架结构 |
4.4.6 公务系统 |
4.4.7 网管系统 |
4.4.8 时钟同步系统 |
4.4.9 供电系统 |
4.4.10 接地要求 |
4.5 本设计方案的适用性 |
第五章 中国联通石家庄—太原DWDM传输系统的实现与网络性能分析 |
5.1 综述 |
5.2 衰耗受限及光放的配置 |
5.2.1 光放站的设置 |
5.2.2 光放大器的配置 |
5.3 色散受限距离及色散补偿 |
5.3.1 色散受限距离 |
5.3.2 色散补偿原则 |
5.3.3 本项目色散补偿情况 |
5.3.4 色散补偿模块参数 |
5.3.5 色散补偿位置 |
5.4 偏振模色散(PMD)限制 |
5.4.1 偏振模色散(PMD)受限距离的计算 |
5.4.2 差分群时延(DGD)的计算 |
5.5 光信噪比(OSNR)计算 |
5.5.1 单个EDFA产生的自发辐射噪声 |
5.5.2 级联线路光放大器自发辐射噪声累积 |
5.5.3 级联光放大器系统的每通道光信噪比的计算 |
5.5.4 结论 |
5.6 系统实现情况的验证 |
第六章 结束语 |
参考文献 |
附录一 |
附录二 |
附录三 |
附录四 |
附录五 |
附录六 |
附录七 |
附录八 |
附录九 |
附录十 |
附录十一 |
缩略语 |
致谢 |
四、Design of a Very Small Residual Dispersion Fiber System for DWDM Operation Over the Entire C -&L-Bands of EDFA(论文参考文献)
- [1]模分复用光纤的理论设计及应用研究[D]. 陈诗. 华中科技大学, 2020
- [2]相干光通信中光纤非线性效应的理论模型及补偿算法的研究[D]. 郑强. 华中科技大学, 2020(01)
- [3]相干光通信系统分布式拉曼放大研究[D]. 程竞驰. 华中科技大学, 2017(10)
- [4]基于C+L波段光纤环腔激光技术的混合气体传感方法研究[D]. 俞琳. 天津大学, 2016(11)
- [5]宁夏区内二干波分扩容建设方案研究[D]. 吴晓霞. 南京邮电大学, 2015(05)
- [6]高阶光纤拉曼放大器的特性研究[D]. 臧可. 北京邮电大学, 2013(04)
- [7]基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络[D]. 余贶琭. 北京交通大学, 2011(01)
- [8]密集波分复用技术的应用研究[D]. 叶海光. 北京邮电大学, 2010(03)
- [9]多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究[D]. 周亚训. 重庆大学, 2009(12)
- [10]DWDM技术在中国联通石太干线上的应用研究[D]. 郭中海. 北京邮电大学, 2008(03)