【正文】 于MATLAB運(yùn)行的C和C++代碼。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。也就是說，使用plot 函數(shù)之前，必須首先定義好曲線上每一點的x 及y 坐標(biāo)，常用格式為：（1）plot(x)當(dāng)x為一向量時，以x元素的值為縱坐標(biāo)，x 的序號為橫坐標(biāo)值繪制曲線。注解函數(shù)xlabel(39。Function Value39。)。使整個系統(tǒng)更加簡單靈活，它的出現(xiàn)和實用化在光纖通信發(fā)展歷史上具有里程碑意義． 光放大器分類 目前寬帶光放大器可簡單歸納為三種：(1)稀土摻雜光纖放大器, 包括摻鉺光纖放大器(EDFA), 摻銩光纖放大器(TDFA),以及摻鐠光纖放大器(PDFA)；(2)半導(dǎo)體激光放大器(SOA)；(3)拉曼光纖放大器(FRA)。 單泵浦EDFA的典型結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體光放大器 放大光信號的另一個可行的方法是采用半導(dǎo)體光放大器（SOA）技術(shù)。 拉曼放大器 如果信號與一個強(qiáng)泵浦光同時傳輸，并且其頻率差位于泵浦光波的拉曼增益譜帶寬之內(nèi)，那么這個弱信號光可被該光纖放大，由于這種放大的物理機(jī)制是受激拉曼散射（SRS），所以稱之為光纖拉曼放大器。在輸入端和輸出端各有一個光隔離器，它是一種單向光傳輸器件，目的是消除各種反射光的干擾，使信號光單向傳輸。 后向泵浦光纖拉曼放大器的基本結(jié)構(gòu) 按照泵浦光傳播的方向來分，光纖拉曼放大器可以分為前向泵浦、后向泵浦和雙向泵浦等多種泵浦方式。對于普通單模光纖和色散位移光纖，后向泵浦帶來的串?dāng)_要比前向泵浦低得多。（3）通過合理選擇泵浦波長，可以精確地確定拉曼增益譜形狀和增益帶寬，在補(bǔ)充和拓展摻鉺光纖放大器的增益帶寬方面表現(xiàn)出極其誘人的前景。 拉曼光纖放大器的應(yīng)用 由于拉曼光纖放大器具有以上特性，總的說來它主要有如下幾方面的用途： 提高系統(tǒng)容量。另一方面可通過減小信道間隔來增加信道復(fù)用數(shù)，但這樣會引起四波混頻、交叉相位調(diào)制作用增強(qiáng)，信道間串?dāng)_等，RFA 的低噪聲特性可在一定程度上用來減小信道間隔。 增加無中斷傳輸距離。而分布式 RFA 的噪聲指數(shù)（NF）較小，故可用于長距離傳輸。對于連續(xù)波情況 ，此相互作用遵循以下兩個耦合方程[3]： （） （）式中 ：， 分別是泵浦光功率和信號光功率 ； ，分別是斯托克斯光和泵浦光的頻率 ； ，分別為斯托克斯頻率和泵浦頻率上光纖的損耗系數(shù)； ，分別為泵浦光和信號光的橫截面 。需要注意的是，以上的結(jié)論是在假設(shè)泵浦和斯托克斯波的偏振方向在光纖中保持不變時所得出的，如果偏振方向發(fā)生變化，拉曼閾值將增大1至2倍，特別是當(dāng)偏振完全混亂時將增大2倍。臨界泵浦功率隨著長度的增加急速下降，當(dāng)長度大于20km時，臨界泵浦功率隨著距離的增長基本保持恒定。： 反向拉曼放大器中臨界泵浦功率與長度的關(guān)系 ，反向泵浦時拉曼放大的臨界泵浦功率與長度的關(guān)系和同向泵浦時關(guān)系曲線基本一致。參照文獻(xiàn)[4]得到以下參數(shù) ：，編寫程序的時候，首先定義泵浦光功率，信號光功率，調(diào)用cormp函數(shù)，定義長度為20km，輸入轉(zhuǎn)換公式的函數(shù)，再輸出信號光功率和考慮損耗并對信號光放大的泵浦光功率，接著輸入光纖面積，再輸出只考慮損耗的泵浦光功率。輸入命令max(x(b,1))可以求得信號光功率最高時，所對應(yīng)的泵浦光功率c。對于小信號放大時泵浦光的分布與信號光無關(guān)，只有信號光足夠大的時候信號光才對泵浦光分布產(chǎn)生影響 。驗證了式()到 ()的理論分析結(jié)果 。根據(jù)式() ，可以看出等號右邊這一項越大，信號光功率就越大。 綜上，輸入泵浦光越大對信號光放大增益越大。沿著光纖反方向損耗，信號沿光路增大，且損耗與被放大信號光無關(guān)。程序見附錄5， ：圖510 非線性光纖的性能仿真在matlab中輸入[a, b]=max(x(:,2))回車得到，a = b = 39再輸入max(x(39,1))ans = 。程序見附錄7，： 色散位移光纖性能仿真在matlab中輸入[a,b]=max(x(:,2))a =b =24 max(x(24,1))ans =。信號光增益約為28dB。6 結(jié)論在光纖通信朝著更多的通道、更高的比特速率、更寬的帶寬和更遠(yuǎn)的傳輸距的方向發(fā)展過程中，人們對作為DWDM關(guān)鍵技術(shù)之一的光放大技術(shù)也有了更高的要求，傳統(tǒng)EDFA由于其放大機(jī)制的限制，可用帶寬將逐步耗盡。 對于小信號放大時泵浦光的分布與信號光無關(guān)，只有信號光足夠大的時候信號光才對泵浦光分布產(chǎn)生影響 。謝 辭 值此本科學(xué)位論文完成之際，首先要感謝我的導(dǎo)師鄭勉老師。鄭老師誨人不倦的工作作風(fēng)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)風(fēng)格給我留下深刻的影響，值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在未來的日子里，我會更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報答他們！參考文獻(xiàn)[1] （第1版）.電子科技出版社，1995年01月.[2] （第1版）.北京：電子工業(yè)出版社，1999年02月.[3] Gerd Keiser著 (第3版).北京：電子工業(yè)出版社，2002年07月.[4]Leonid Kazovsky ,Sergio Benedetto Alan Fibel Communication Systems（第1版）.人民有點出版社，1999年10月.[5] Djafar K. Mynbaev Lowell . Fiber Communications ，2002年.[6] 劉增基,周洋溢,胡遼林,（第1版）.西安電子科技大學(xué)出版社，2001年08月.[7] .[8] 張森 .[9] 張葛祥，. 北京:清華大學(xué)出版社,2003.[10] 孫屹，. 北京:國防工業(yè)出版社,2005.附 錄附錄1L=(1:50)*1000。 % 增益系數(shù)Leff=(1exp(afa*L))/afa。)ylabel(39。ap=50*10^(12)。plot(L,Pth)xlabel(39。)附錄3Pp0=1。 %P0指向Pp0,Ps0[t,x]=ode45(39。 %變量x的單位由公里轉(zhuǎn)換為dBplot(t, x) %輸出x波形，有兩條，一條是對信號進(jìn)行放大的泵浦光功率，一條是被放大的信號光功率。同向拉曼39。功率 p dB39。Ps0]。 %調(diào)用函數(shù)cormp ，t的長度為20公里 x=10*log10(x*1000)。 %光纖面積ahold onplot(t,10*log10(Pp0*exp(a*t)*1000)) %畫出只損耗而不對信號光進(jìn)行放大的泵浦光功率波形title(39。)ylabel(39。 %信號光輸入功率，單位： Wa=。 % p0的范圍是在pp0到pso之間[t,x]=ode45(39。 % 把x的單位由W轉(zhuǎn)變?yōu)閐Bplot(t,x,39。) %標(biāo)注“反向拉 曼 ”xlabel(39。) %縱坐標(biāo)Cormp函數(shù)function xdot=cormp(t, x) %建立常系數(shù)微分函數(shù)cormpgs=*10^(14)。 % 定義g=gs/Axdot=[g*x(1)*x(2)a*x(1)。 %光纖橫截面，單位: m^2a=。附錄5非線性光纖 Pp0=1。[t, x]=ode45(39。plot(t, x)a=。長度 L m39。 % unit: m/WA=*10^(12)。g*x(1)*x(2)a*x(2)]。Ps0]。x=10*log10(x*1000)。)xlabel(39。) function xdot=cormp(t, x)gs=*10^(14)。xdot=[g*x(1)*x(2)a*x(1)。 % unit: WP0=[Pp0。,[0,80000],P0)。同向拉曼39。功率 p dB39。 % unit: m^(1)g=gs/A。 % unit: WPs0=。cormp739。hold onplot(t,10*log10(Pp0*exp(a*t)*1000))title(39。)ylabel(39。 % unit: m^2