混合光纤放大器设计：4.25 THz带宽与38.5 dB增益优化

本文主要探讨了一种混合光纤放大器的设计，该工作以Photonic Transmission Design Suite（光子传输设计套件）仿真试验平台作为基础。作者针对掺饵光纤放大器(EDFA)和光纤喇曼放大器(FRA)的特性进行了深入研究。设计的核心目标是创建一个3 dB带宽为4.25 THz的混合放大器，其光信噪比在193.1 THz附近能够达到38.5 dB，且增益起伏小于1 dB，这样可以确保信号的高质量传输。 混合放大器的优势在于弥补了EDFA和FRA各自的局限性。EDFA虽然增益大但增益谱在193.1 THz至195 THz区间有所上升，而FRA的增益谱在这两个频率范围内呈下降趋势。通过结合两者的优点，混合放大器可以提供更平滑的增益谱，从而减少信号失真和噪声，提高系统的稳定性和性能。 设计的混合放大器被应用到一个4信道的密集波分复用(DWDM)系统中，经过230公里的传输，每个信号的输出光信噪比依然保持在33.14 dB，输出光功率达到4 μW，误码率低至3.8×10^-10，显示出极佳的性能。这种设计对于提升光纤通信系统的容量、传输距离和整体质量具有重要意义，尤其是在现代高速数据传输和云计算等需求增长的背景下。 本文的关键技术包括波分复用技术、光放大器的设计原理、掺饵光纤放大器和光纤喇曼放大器的工作机制，以及如何优化它们的特性以实现增益谱的平滑过渡。研究成果对光纤通信领域的进一步发展和优化具有实际应用价值，也为未来通信系统的升级提供了创新思路。