书书书
第
35
卷
中
国
激
光
光学前沿———光纤通信及器件
2008
年
12
月
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专
刊
文章编号:
02587025
(
2008
)
Su
pp
lement2005004
基于光子晶体光纤的分立式拉曼放大器
陶在红
常建华
武旭华
(南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏 南京
210044
)
摘要
主要研究了基于光子晶体光纤的宽带分立式 拉 曼 放 大 器 的 优 化 设 计 方 法。 简 化 了 多 波 长 抽 运 宽 带 光 纤 拉
曼放大器的传输方程,得到优化设计的模型及目标 函 数。 对 传 统 的 优 化 算 法 进 行 了 改 进,提 出 了 一 种 新 的 遗 传 模
拟退火算法,该算法同时利用遗传算法和模拟退火算法的优点。设计 了 两个分 立 式光纤 拉 曼放大 器,一个 采 用双
波长抽运,另一个采用四波长抽运。仿真结果表明,光子晶体光纤可以用来设计成 为 短长度、高 效的分 立 式光纤 拉
曼放大器
。
关键词
光纤光学;光纤拉曼放大器;平坦增益带宽;遗传模拟退火算法;光子晶体光纤;有效面积
中图分类号
TN253
文献标识码
A
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10.3788
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基金项目:南京信息工程大学科研项目(
QD60
)和江苏省高校自然科学基金(
08KJD510004
)资助课题。
作者简介:陶在红(
1973-
),女,硕士,讲师,主要从事光通信的研究。
Email
:
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126.com
1
引
言
目前宽带光放大器可归纳为三种:半导 体光 放
大 器、稀 土 掺 杂 光 纤 放 大 器、光 纤 拉 曼 放 大 器
(
FRA
)。其中
FRA
已成为 宽带 放大 器中 最有 前景
的竞 争 者
,可 分 为 两 类:分 布 式
FRA
和 分 立 式
FRA
。分布式
FRA
具有分布式放大、长距 离、无 中
继
、低噪声等优点,一般用 于 远程传 输 系统,它 所 用
的光纤增益介质比较短,一般在十公里以内,因此主
要用于放大一些掺铒光纤放大器(
EDFA
)不能放大
的特殊波长
。分布式放大器的应用范围远远超过分
立式放大器
[
1
,
2
]
。
光子晶体光纤(
PCF
)是 一 种 由 单 一 材 料 构 成,
包层中具 有 微 米 量 级 空 气 孔 结 构 的 新 型 光 纤
[
3
,
4
]
。
PCF
的出现大大促进了分 立式
FRA
的应 用。 由于
PCF
与传统光纤的结构不同,决定了
PCF
具有传统
光纤无可比拟的特性。光子晶体光纤通过改变空气
孔的排列和大小来控制 其 光学特 性,包 层是由 波 长
量级的空气孔在二维方 向 上周期 性 排列形 成 的,其
光场能量高度局域集中
,有 效面积 只 有传统 光 纤的
几十分之一,因而每单 位 长度可 提 供比传 统 光纤高
几十倍的拉曼增 益 系数。 因此,光 子 晶体光 纤 可以
设计成为短长度、高效的分立式
FRA
。
FRA
的主要优点就是它能对任意波长 进 行 放
大,即 对 波 分 复 用 (
WDW
)系 统 的 各 个 信 道 都 能 放