双通结构Te-EDFA的增益特性及抽运方案的影响研究课件.ppt

1、双通结构双通结构Te-EDFATe-EDFA的增益特性及抽运方案的的增益特性及抽运方案的影响研究影响研究 专业及年级：专业及年级：0909通信工程通信工程学生姓名：张璐璐学生姓名：张璐璐指导老师：周亚训指导老师：周亚训主要内容一、选题背景与意义选题背景与意义 二、研究的基本内容研究的基本内容 三、拟解决的主要问题拟解决的主要问题 四、研究的方法研究的方法 五、研究的总体安排与进度研究的总体安排与进度 一、选题背景与意义一、选题背景与意义传统的光电/电光转换器件处理电信号时存在着速率“ 瓶颈”， 所以需要采用光/光的传播方式 ，掺铒光纤放大器就是采用了这样的方式。人们为了进一步提高信号增益或减小

2、噪声系数，需要改进传统的光纤放大器。对 Te-EDFA在结构上进行改进，双通结构的Te-EDFA单从模型上来看，双通结构的Te-EDFA可以放大的距离是单通结构的Te-EDFA的2倍，且使用的相同长度的Te-EDF。还有抽运方案的不同也会使得Te-EDFA的增益特性、输出光谱等产生不同的影响。二、研究的基本内容二、研究的基本内容 2.1在正向抽运的情况下，进行传统结构的单通Te-EDFA的放大特性的研究。 A.建立一个正向抽运的单通Te-EDFA模型，以供理论研究； B.建立该模型下的粒子数速率方程； C.建立该模型下的光功率传输方程； D.利用相关算法（龙格-库塔数值积分法）进行数值求解：

3、二、研究的基本内容二、研究的基本内容 a.研究光信号增益与输入功率的关系； b.研究光信号增益与输入单模光信号的关系（如波长1530nm）； c.研究光信号增益与输入多模光信号的关系（如波长1530nm与1550nm）； d.研究光信号增益与泵浦功率的关系； e.研究光信号增益与EDF的长度的关系。二、研究的基本内容二、研究的基本内容2.2在正向抽运的情况下，进行双通结构Te-EDFA的放大特性的研究。 2.3在此基础上对传统的单通结构Te-EDFA和双通结构Te-EDFA进行分析与比较，总结其优缺点。2.4研究采用光纤布拉格光栅的双通结构Te-EDFA的放大特性。 2.5在信号光、泵浦光功率

4、合适的情况下研究不同的抽运方式对于双通Te-EDFA的放大特性的影响。 三、拟解决的主要问题三、拟解决的主要问题1.通过计算相关的粒子数速率方程和光功率传输方程，及利用不同的边界条件、正确的算法，对不同结构的Te-EDFA，进行模拟计算。2.掌握运用MATLAB工具中相关函数和编程技术，实现对单通、双通Te-EDFA，及不同抽运方案的研究。并对通过模型及粒子数速率方程和光功率传输方程进行计算得出的结论进行验证。四、研究的方法四、研究的方法4.1单通结构Te-EDFA的研究方法 A.建立正向抽运的单通Te-EDFA的结构框图 :隔离器隔离器耦合器信号光泵浦光输出光EDF四、研究的方法四、研究的方

5、法4.1单通结构Te-EDFA的研究方法B.分析Te-EDF中铒离子的能级跃迁 C14CupA32A43R24ESAA21W21W12R21R124I9/24I11/24I13/24I15/2四、研究的方法四、研究的方法4.1单通结构Te-EDFA的研究方法C.建立铒离子的速率方程2112112121221221221414( , )upN x zW NR NR NA NW NC NC N Nt 2121121212212212323221414242( , )22ESAupNx zW NR NR NA NW NA NtC NC N NRN四、研究的方法四、研究的方法4.1单通结构Te-EDF

6、A的研究方法C.建立铒离子的速率方程3323434( , )Nx zA NA Nt 2421414434242( , )ESAupNx zC NC N NA NRNt1234( , )( , )( , )( , )( , )tN x zNx zNx zNx zN x z四、研究的方法四、研究的方法4.1单通结构Te-EDFA的研究方法D.建立功率方程1221( ,)( ,)( ,)( ,)ppppppppdzzzzdz2112( ,)( ,)( ,)( ,)iiiiiissssssssdzzzzdz211221( , )( , )( , )( , ) 2( , )jjjjjjASEkskskA

7、SEkkskdzzzzhzdz 四、研究的方法四、研究的方法4.1单通结构Te-EDFA的研究方法E.采用龙格-库塔数值积分法模拟放大特性四、研究的方法四、研究的方法4.2双通结构Te-EDFA的研究方法A.建立正向抽运的双通Te-EDFA结构框图泵浦光输出光耦合器掺铒光纤环形器2光纤耦合器123123信号光环形器1四、研究的方法四、研究的方法4.3采用布拉格光栅双通结构Te-EDFA的研究方法A.建立采用布拉格光栅的双通Te-EDFA结构框图泵浦光输出光耦合器掺铒光纤环形器2光 纤 耦合器123123信号光光栅1光栅2环形器1四、研究的方法四、研究的方法4.4反向抽运双通Te-EDFA的研究

8、方法A.建立反向抽运的双通Te-EDFA的结构框图 输出光耦合器环形器2光纤耦合器123123信号光环形器1掺铒光纤泵浦光研究的总体安排与进度研究的总体安排与进度1）2012年7月8日2012年7月10日，了解关于课题双通结构Te-EDFA的增益特性及抽运方案的影响研究的具体任务，指定详细的计划安排。 2）2012年7月11日2012年7月18日，查看双通Te-EDFA技术相关的文献，弄清楚此课题研究的背景、意义以及发展现状，并且了解EDFA的基本原理，及单通于双通EDFA的不同。 3）2012年7月19日2012年7月31日，根据老师的意见，完成文献综述，初步确定研究方案。 4）2012年8

9、月1日2012年7月30日，完成文献翻译。 5）2012年7月31日2012年8月14日，研究分析EDFA中的能及跃迁、ASE等基本作用原理。6）2012年8月15日2012年8月25日，根据文献及一些资料，完成开题报告的内容。7）2012年8月26日2012年8月28日，上交指导老师文献综述，文献翻译及开题报告。8）2012年8月29日2012年9月10日，根据老师的修改意见，修改完成文献综述和文献翻译。9）2012年9月11日2012年9月14日，准备开题报告答辩。10) 2012年9月15日,开题答辩。研究的总体安排与进度研究的总体安排与进度11）2012年9月16日2012年9月20日

10、，选定实验装置，使其能正确、有效地进行双通Te-EDFA正向抽运及反向抽运的各个研究内容进行研究。12）2012年9月21日2012年9月26日，在正向抽运的情况下，且泵浦光源充足（过量），信号光源充足（过量）的情况下，研究传统结构的单通Te-EDFA的放大特性。13）2012年9月27日-2012年10月3日，在正向抽运，泵浦光源充足（过量），信号光源充足（过量）的情况下，且信号光、泵浦光功率相同的情况下，研究双通结构Te-EDFA的放大特性。14）2012年10月4日2012年10月11日，在信号光、泵浦光功率合适的情况下研究不同的抽运方式对于双通Te-EDFA的放大特性的影响。15）20

11、12年10月12日2012年10月16日，利用软件编程进行模拟研究其放大特性随信号功率、泵浦功率、光纤长度等参数关系 16） 2012年10月21日2012年11月18日，根据之前的对课题的研究以及仿真，对测试结果进行分析、总结，撰写毕业论文初稿。 17）2012年11月19日2012年11月28日，对论文进行修改，论文定稿。 18）2012年11月29日2012年12月10日，完成毕业论文的后续工作，做好毕业论文答辩的演示材料以及答辩相关准备工作。 Thanks For Your Attention The End 以下PPT从老师那弄过来的，不是我的多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及比较研究背

12、景1理论基础研究内容结 论234论文提纲论文提纲背景急需在通信窗口具有带宽宽、增益平坦的光纤急需在通信窗口具有带宽宽、增益平坦的光纤放大器，以满足目前波分复用系统（放大器，以满足目前波分复用系统（WDMWDM）使用的要求。使用的要求。DWDMDWDM和宽带放大器相结合是光通信发展趋势和宽带放大器相结合是光通信发展趋势。用于波分复用系统的掺铒光纤放大器放大的用于波分复用系统的掺铒光纤放大器放大的C C波段不能满足人们的需求。波段不能满足人们的需求。石英基质石英基质玻璃态玻璃态稀土离子掺稀土离子掺杂浓度高杂浓度高发射带发射带宽宽宽宽受激截受激截面变化面变化大大放大带放大带宽不足宽不足氧化物玻璃氧化

13、物玻璃铋酸盐玻璃铋酸盐玻璃碲酸盐玻璃碲酸盐玻璃锗酸盐玻璃锗酸盐玻璃磷酸盐玻璃磷酸盐玻璃硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃较好的析晶稳定较好的析晶稳定性和机械性能性和机械性能理论基础J-O理论MC理论有效带宽能量转移和浓度淬灭 / )exp()()(kThae max/)(IdIeff研究内容碲酸盐和铋酸盐光谱性质的比较碲酸盐和铋酸盐光谱性质的比较荧光俘获和浓度淬灭荧光俘获和浓度淬灭OHOH- -的影响的影响典型碲酸盐和铋酸盐玻璃光谱性质的改善典型碲酸盐和铋酸盐玻璃光谱性质的改善ErEr3+3+/Ce/Ce3+ 3+ TeO TeO2 2-ZnO-La-ZnO-La2 2OO3 3B B2 2OO3 3 Bi Bi2 2OO3 3-GeO-GeO2 2-Ga-Ga2 2OO3 3-Na-Na2 2O O Sub title碲铋组合