光纤放大器的设计与仿真.docx

摘要:掺铒光纤放大器之所以能在光纤通信系统中得到普遍的使用，是因为它具有的增益高、噪声低、损耗小等特点，然而随着密集波分复用技术的不断成熟，光纤通信要求更大传输容量以及更长传输距离，掺铒光纤放大器也暴露出了一些缺点。掺铒光纤放大器在其增益带宽内存在着增益不平坦等缺点。目前实现增益平坦的方法主要有制作特种光纤和使用增益平坦滤波器。对EDFA的增益造成影响的因素有许多，本文针对其中部分因素进行了系统的分析并得出相关结论。另外增益的平坦化也是本文研究的另一个重点，因而提出一种在C波段实现增益平坦化的方法。本文的主要内容安排如下：

1.阐述掺铒光纤放大器的基础理论

2.使用Optisystem仿真软件搭建包含EDFA的光纤通信系统，分析各因素对EDFA的影响，最终找到EDFA的最佳优化设计方案。

3.为了改善EDFA在增益带宽的增益平坦性，利用双级EDFA串联结构，并在两个EDFA之间加入增益均衡滤波器来平坦增益。分别对前后两段EDFA的长度进行优化，最终来使EDFA在整个C波段内的增益平坦度符合设计要求。

关键词： 掺铒光纤放大器、增益平坦、C波段

目录

中文摘要

Abstract

前言-3

第一章 绪论-4

1.1 研究背景-4

1.2 研究意义-4

1.3掺铒光纤放大器(EDFA)在光纤通信系统中的应用-5

第二章 EDFA的工作原理及组成-6

2.1 EDFA的工作原理-6

2.2 EDFA的工作特性及优缺点-6

2.3 EDFA的基本组成-7

2.4 EDFA的泵浦方式-8

2.5 级联泵浦机制EDFA的整体光功率增益-9

第三章 仿真平台及光纤放大器的性能指标-10

3.1 仿真平台Optisystem介绍-10

3.2 光纤放大器的性能指标-11

第四章 EDFA增益特性仿真研究-12

4.1 仿真模型搭建-12

4.2 仿真结果分析-14

4.2.1 EDFA长度-14

4.2.2 输入信号功率-15

4.2.3 输入信号波长-16

第五章 EDFA增益平坦度的优化设计-18

5.1 增益平坦优化前的分析-18

5.2 增益平坦的优化仿真设计-19

5.3增益平坦的优化设计分析-20

5.3.1第一级的优化分析-20

5.3.2 第二级的优化设计-22

第六章 总结与展望-26

参考文献-27

致谢-28