【正文】 an)在倫敦電氣工程師協(xié)會(huì) (IEE)會(huì)刊上發(fā)表題為《用于光頻的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》的文章 ， 研究了石英玻璃的損耗機(jī)理是基于石英材料中的雜質(zhì)吸收，指出通過(guò)制造技術(shù)的改進(jìn)，石英玻璃可以制成損耗為 20dB/km 的通信光導(dǎo)纖維 (簡(jiǎn)稱(chēng)光纖 )，而當(dāng)時(shí)世界上最優(yōu)良的光纖損耗仍高達(dá) 1000dB/km,高餛的預(yù)見(jiàn)為光纖通信的發(fā)展指出 了方向。激光器的出現(xiàn)為長(zhǎng)期處于停 頓狀態(tài)的光通信解決了一大難題，并成為光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性部件之一。1880年電話(huà)發(fā)明家貝爾 (A. G. Bell)發(fā)明了光學(xué)電話(huà)，以陽(yáng)光為光源，用硒晶體作光接收器件，成功地進(jìn)行了距離達(dá) 200米遠(yuǎn)的大氣傳輸通信實(shí)驗(yàn)，貝爾的實(shí)驗(yàn)奠定了當(dāng)今光通信的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞 ： 光放大器 摻 鉺光纖 L波段 C波段 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II Abstract EDFA as optical munication systems, a key device in optical munications field plays an important role. However, with the continuous increase in system capacity, The Cband currently in use can not meet the requirements of the system expansion, There is an urgent need to EDFA or less to the Lband Sband extension. As the work in the Lband wavelength away from the erbiumdoped fiber (EDF) of the absorption peak (1531nm), Leading to Lband EDFA gain efficiency by certain restrictions, Therefore, how to improve the efficiency of LBand EDFA gain significant academic significance and practical application value. In the predecessors of this paper, based on improving the efficiency of Lband EDFA gain a systematic study and simulation. By simulating different structures of the Lband erbiumdoped fiber amplifier, has been a different system gain characteristics and other performance indicators. For example: 1. Simulation of the device based on optical ring structure of the doublepass Lband EDFA. The results showed that: device based on optical ring structure of the doublepass Lband EDFA its more traditional Lband EDFA gain increases 7dB, power conversion efficiency increased to %. 2. Simulation of the Lband twostage doublepass amplification of the amplifier cascade structure. Results showed that: In the smallsignal power (30dBm) input condition, 1568 ~ 1602nm wavelength range, Amplifier output gain is greater than the same time, gain flatness is better than . The noise index in the whole Lband are less than (1590nm at noise figure of only ). Key words： Optical amplifier Erbiumdoped fiber Cband Lband 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) III 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 .................................................................................................. 2 .................................................................................... 3 ...................................................................... 3 ............................................................................. 5 ...................................................................... 6 .................................................................................... 8 2 摻鉺光纖放大器的基本理論 ........................................... 9 EDFA的基本結(jié)構(gòu) ................................................................................................ 9 EDFA的工作原理 .............................................................................................. 10 鉺光纖放大器理論模型 .................................................................................. 13 ......................................................... 13 ....................................................................... 15 3 L 波段摻鉺光纖放大器的模擬仿真 .................................... 17 L 波段摻鉺光纖放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì) ................................................................... 17 L波段 EDFA的基本原理 ......................................................................... 17 L波段 EDFA的模型 ................................................................................ 17 設(shè)計(jì)和驗(yàn)證 .......................................................................................... 18 L 波段 EDFA的輸出特性的模擬仿真 ................................................................. 21 .................................................................................. 21 ............................................................. 22 ..................................................................................... 24 L波段摻鉺光纖放大器實(shí)驗(yàn)研究 ................................................... 28 ............................................................................................ 29 4 總結(jié)與展望 ....................................................... 30 ................................................................................................................. 30 ................................................................................................................. 31 5 參考文獻(xiàn) ........................................................ 31 6 致謝 ............................................................. 34 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 1 緒論 廣義地說(shuō) ，通信就是彼此間傳遞信息， “光”被用于通信已經(jīng)有很久遠(yuǎn)的歷史了。結(jié)果表明： 在小信號(hào)功率 （－３０ｄＢｍ） 輸入條件下、 nm1602~1568 波長(zhǎng)范圍內(nèi)，放大器輸出增益都大于 同時(shí)增益平坦度優(yōu)于 。結(jié)果表明： 基于光環(huán)形器的雙通結(jié)構(gòu) L 波段 EDFA 其增益較傳統(tǒng) L 波段 EDFA 提高了 ７ｄＢ ，功率轉(zhuǎn)換效率提高到 ２７ .２９％ 。 通過(guò)模擬不同結(jié)構(gòu)的Ｌ波段摻鉺光纖放大器，得到了 不同的 系統(tǒng)增益特性 及其他性能指標(biāo)。由于工作在 L 波段的波長(zhǎng)遠(yuǎn)離摻鉺光纖(EDF )的吸收峰 ( nm1531 )，導(dǎo)致 L 波段 EDFA 的增益效率受到了一定的限制，因此如何提高 L 波段 EDFA 的增益效率 具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目 L 波段摻鉺光纖放大器的研究 姓 名 所在學(xué)院 理學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 06 光信 1 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 日 期 2021年 12月 15 日 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 摘 要 EDFA 作為光通信系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵器件在光通信領(lǐng)域中扮演著十分重 要的角色。然而隨著系統(tǒng)容量的不斷增加，目前所使用的 C 波段 EDFA 已不能滿(mǎn)足系統(tǒng)擴(kuò)容的要求，這就迫切需要 EDFA 向 L 波段或更短的 S 波段擴(kuò)展。 本 論文在前人的基礎(chǔ)上，對(duì) 提高 L 波段 EDFA 的增益效率 進(jìn)行了系統(tǒng)的研究 和模擬仿真 。例如： １ .模擬仿真了基于光環(huán)形器的雙通結(jié)構(gòu) L 波段 EDFA 。 ２ .模擬仿真了 Ｌ波段雙級(jí)級(jí)聯(lián)雙程放大的放大器結(jié)構(gòu) 。其噪聲指數(shù)在整個(gè) L波段都小于 （ nm1590 處噪聲指數(shù)僅為 ） 。我國(guó)古代記載的漢武帝時(shí)代利用烽火臺(tái)的烽火向遠(yuǎn)處報(bào)警的方式，就是最早的光通信。到 20世紀(jì)早期，仍有不少科學(xué)家致力于光通信的研究，但由于缺乏理想的光源，進(jìn)展不大，直到 1960年梅曼 (T. H. Mainman)研制成功世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。 傳輸媒質(zhì)是光通信的另一大難題。到 1970年美國(guó)康寧玻璃公司宣布研制成功衰減為 20dB/km 的光纖，低損耗光纖的出現(xiàn)給光纖通信的發(fā)展帶來(lái)了第一次革命，從此世界上許多國(guó)家競(jìng)相開(kāi)展光纖通信的