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少模掺铒光纤及其放大器研究进展 被引量：4
1
作者 赵新月 邱强 +2 位作者 褚应波 戴能利 李进延 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1915-1927,共13页
基于少模和多芯光纤的空分复用技术被认为是未来大幅提高单根光纤数据传输容量最重要的技术之一。采用少模光纤的空分复用技术要实现长距离传输,少模掺铒光纤放大器(Few-mode erbium-doped fiber amplifier,FM-EDFA)是补偿光纤传输损耗... 基于少模和多芯光纤的空分复用技术被认为是未来大幅提高单根光纤数据传输容量最重要的技术之一。采用少模光纤的空分复用技术要实现长距离传输,少模掺铒光纤放大器(Few-mode erbium-doped fiber amplifier,FM-EDFA)是补偿光纤传输损耗的关键器件,而少模掺铒光纤决定了FM-EDFA的性能。相对于单模掺铒光纤而言,少模掺铒光纤除了有增益、带宽、噪声等基本指标之外,还有一个独特的指标——差分模态增益。高差分模态增益会导致系统中断概率的提升,因此在少模掺铒光纤放大器中最小化差分模态增益以保持信号质量至关重要。本文系统阐述了差分模态增益的产生机理及改善策略,总结了少模掺铒光纤的不同设计,对比了采用不同设计及基于不同泵浦方式的少模掺铒放大光纤的性能特点,并对少模掺铒光纤的放大性能研究做出了展望。 展开更多
关键词 少模掺铒光纤 少模掺铒光纤放大器 增益 差分模态增益 包层泵浦 纤芯泵浦
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基于少模掺铒光纤的10模式光纤放大器
2
作者 文雁平 吴妍 +1 位作者 张梦迪 文建湘 《光纤与电缆及其应用技术》 2024年第1期1-4,共4页
对于模分复用系统,结合高模式增益和宽带宽增益特性的少模掺铒光纤(FM-EDF)放大器具有较高的应用价值。利用改进的化学气相沉积法(MCVD)结合溶液法制备了一种新型FM-EDF。该FM-EDF在976 nm和1 530 nm处的吸收系数分别为10.6 dB/m和35.0 ... 对于模分复用系统,结合高模式增益和宽带宽增益特性的少模掺铒光纤(FM-EDF)放大器具有较高的应用价值。利用改进的化学气相沉积法(MCVD)结合溶液法制备了一种新型FM-EDF。该FM-EDF在976 nm和1 530 nm处的吸收系数分别为10.6 dB/m和35.0 dB/m;由COMSOL软件中有限元差分模块理论计算可得,其可支持10个空间模式(LP_(01)、LP_(11a/b)、LP_(21a/b)、LP_(02)、LP_(31a/b)以及LP_(12a/b)模式)的光传输。基于该FM-EDF搭建了全光纤放大系统并对其光模式放大特性进行了实验研究,研究结果表明,该光放大系统在40 nm带宽(1 525~1 565 nm)范围内获得10个模式的增益均大于17.0 dB,且差分模式增益均小于0.5 dB。因此,FM-EDF放大技术在模分复用系统中的广泛应用可进一步扩展光纤通信容量,具有重要的实际应用意义。 展开更多
关键词 光纤放大器 少模掺铒光纤 少模放大器 模分复用系统
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高增益、低DMG少模掺铒光纤及其放大性能研究 被引量：4
3
作者 赵新月 邱强 +2 位作者 娄阳 褚应波 李进延 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第9期198-202,共5页
空分复用技术是大幅提高单根光纤数据传输容量的重要技术之一。对于长距离模分复用传输系统而言,少模掺铒光纤放大器是补偿光纤传输损耗必不可少的器件。因此,在少模掺铒光纤支持的所有模式中获得均衡增益至关重要,高差分模态增益会降... 空分复用技术是大幅提高单根光纤数据传输容量的重要技术之一。对于长距离模分复用传输系统而言,少模掺铒光纤放大器是补偿光纤传输损耗必不可少的器件。因此,在少模掺铒光纤支持的所有模式中获得均衡增益至关重要,高差分模态增益会降低系统的传输性能。本文通过改进的化学气相沉积技术制备了18μm/124μm少模掺铒光纤,实验演示了基于该光纤的两模掺铒光纤放大器。当使用LP11b模式泵浦时,该放大器所支持的LP01和LP11a模式可以在1535~1560 nm波段获得19.4 dB以上的增益,差分模态增益最大为0.66 dB。 展开更多
关键词 光纤光学 模分复用 少模掺铒光纤 少模掺铒光纤放大器 差分模态增益
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高速DP-QPSK模分复用信号在少模掺铒光纤放大器中的传输实验
4
作者 严伟 武保剑 +2 位作者 江歆睿 文峰 邱昆 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期47-53,共7页
模分复用(MDM)与高速光传送网(OTN)相结合,能缓解日益增长的带宽需求压力和降低已有相干通信设备的使用成本。搭建了100 Gbit/s双偏振正交相移键控(DP-QPSK)MDM信号放大传输系统,主要包括MDM信号收发单元和少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA)... 模分复用(MDM)与高速光传送网(OTN)相结合,能缓解日益增长的带宽需求压力和降低已有相干通信设备的使用成本。搭建了100 Gbit/s双偏振正交相移键控(DP-QPSK)MDM信号放大传输系统,主要包括MDM信号收发单元和少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA),其中FM-EDFA采用少模隔离型波分复用器(FM-IWDM)构建。三模(LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b))放大传输实验表明,相对于无FM-EDFA的MDM系统,各信道的接收机灵敏度(以10-2误码率为参考)分别劣化0.55 dB、1.47 dB和0.99 dB。研究了两模(LP_(01)和LP_(11b))放大情形下模式增益差(DMG)对信道灵敏度均衡性的影响,结果显示两者无明显的依赖关系。所得结论可为双偏振(DP)信号的MDM放大传输研究提供参考。 展开更多
关键词 光通信 模分复用 少模掺铒光纤放大器 双偏振信号
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少模掺铒光纤放大器的等效掺铒浓度仿真方法研究 被引量：1
5
作者 许焰 武保剑 +2 位作者 江歆睿 郭浩淼 文峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期25-32,共8页
提出一种少模掺铒光纤放大器(FMEDFA)仿真方法,通过引入泵浦相关的等效掺铒浓度参数来拟合双向泵浦实验数据,并用VPI软件高效仿真FMEDFA的级联传输性能。采用光隔离波分复用器(IWDM)开展了LP01和LP11两模双向泵浦放大实验,验证了上述仿... 提出一种少模掺铒光纤放大器(FMEDFA)仿真方法,通过引入泵浦相关的等效掺铒浓度参数来拟合双向泵浦实验数据,并用VPI软件高效仿真FMEDFA的级联传输性能。采用光隔离波分复用器(IWDM)开展了LP01和LP11两模双向泵浦放大实验,验证了上述仿真方法的可行性。通过优化前后向泵浦功率的比例,设计了一款模式增益约为11 dB的均衡FMEDFA;仿真结果表明,该FMEDFA循环传输10次后的差模增益和光信噪比分别为0.56 dB和27 dB,大于32 GBaud DP32QAM模分复用信号传输系统纠后无误码所要求的光信噪比阈值。 展开更多
关键词 光学器件 少模掺铒光纤放大器 双向泵浦 仿真方法 差模增益
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优化光纤铒离子分布实现少模掺铒光纤放大器模式增益均衡 被引量：8
6
作者 赵清华 张振振 +1 位作者 赵宁波 李小英 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第3期55-61,共7页
依据少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA)理论模型,在分析均匀掺铒光纤模式增益特性的基础之上,设计了一种分层掺铒的少模光纤结构。通过遗传算法优化分层掺铒光纤中的铒离子分布,实现了FM-EDFA信号光四模式群组的增益均衡。仿真结果表明,利用9... 依据少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA)理论模型,在分析均匀掺铒光纤模式增益特性的基础之上,设计了一种分层掺铒的少模光纤结构。通过遗传算法优化分层掺铒光纤中的铒离子分布,实现了FM-EDFA信号光四模式群组的增益均衡。仿真结果表明,利用980 nm单模抽运模式,可以使1550 nm信号光的四模式群组平均增益达到22 d B,模间增益差值小于0.5 d B,且在C波段各模式光谱平坦度为2 d B。简化抽运模式结构,降低掺铒光纤制作复杂性,为进一步开展四模式群组增益均衡的实验研究奠定了基础。 展开更多
关键词 光通信 少模掺铒光纤放大器 遗传算法 增益均衡
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中心凹陷型少模掺铒光纤中的模场调控与增益均衡
7
作者 徐文轩 裴丽 +6 位作者 王建帅 李祉祺 赵琦 郑晶晶 李晶 宁提纲 钟力 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期130-139,共10页
中心折射率凹陷型少模掺铒光纤(FMEDF)可以改变传输模式的数量和截止顺序,在模场调控和增益均衡方面具有良好的性能。利用等效折射率理论描述光纤模式截止特性,研究了由传统阶跃折射率光纤向环芯光纤转变过程中的模式变化。结果表明,当... 中心折射率凹陷型少模掺铒光纤(FMEDF)可以改变传输模式的数量和截止顺序,在模场调控和增益均衡方面具有良好的性能。利用等效折射率理论描述光纤模式截止特性,研究了由传统阶跃折射率光纤向环芯光纤转变过程中的模式变化。结果表明,当中心凹陷大于0.012时,光纤仅支持LPn1模式传输,且使得LP01模场能量向远离中心区域方向偏移。此外,当光纤用于信号放大领域中,且折射率凹陷数值大小与掺杂区域半径之间符合相应的线性关系时,模式增益差可保持在2 dB以下。采用自制的中心凹陷型FMEDF对LPn1模式的增益特性进行了实验测试。实验结果表明,各信号模式增益均大于18 dB,模式增益差为1.3 dB。 展开更多
关键词 光通信 光纤通信 少模掺铒光纤 中心凹陷 模式增益均衡 环芯光纤
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空分复用传输用掺铒光纤研究进展 被引量：6
8
作者 余哲 徐祖应 付松年 《邮电设计技术》 2018年第6期77-82,共6页
掺铒光纤放大器(EDFA)的诞生是光纤通信领域革命性的突破,它使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能。基于多芯、少模光纤的空分复用(SDM)技术要实现长距离传输必然离不开相应光纤放大器。系统综述了空分复用传输用掺铒光纤的研究... 掺铒光纤放大器(EDFA)的诞生是光纤通信领域革命性的突破,它使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能。基于多芯、少模光纤的空分复用(SDM)技术要实现长距离传输必然离不开相应光纤放大器。系统综述了空分复用传输用掺铒光纤的研究进展,包括少模掺铒光纤、多芯掺铒光纤、少模多芯掺铒光纤及相应光纤放大器性能参数,并对未来研究做了展望。 展开更多
关键词 多芯掺铒光纤 少模掺铒光纤 增益 噪声指数 模式相关增益
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基于包层泵浦的4模掺铒光纤放大器的增益均衡 被引量：9
9
作者 阮江冉 裴丽 +4 位作者 郑晶晶 王建帅 徐文轩 李晶 宁提纲 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期7-14,共8页
少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA)是长距离模分复用(MDM)光纤通信系统中必不可少的中继器件,其模间增益差(DMG)直接影响系统的通信质量。为实现FM-EDFA中不同模式的增益均衡,在包层泵浦条件下,提出了一种支持4模式组的铒离子分层掺杂环芯光... 少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA)是长距离模分复用(MDM)光纤通信系统中必不可少的中继器件,其模间增益差(DMG)直接影响系统的通信质量。为实现FM-EDFA中不同模式的增益均衡,在包层泵浦条件下,提出了一种支持4模式组的铒离子分层掺杂环芯光纤,且无需考虑泵浦模式。对环芯光纤进行了设计,通过控制纤芯中心凹陷和外部凹槽折射率引起的模式分布变化,结合合理设计的铒离子掺杂半径及浓度来减小DMG。结果表明,当铒离子在环芯内分双层掺杂时,最大DMG从0.8 dB(单层均匀掺杂)降低至0.44 dB(环芯双层)。在全C波段(1530~1565 nm)中,4模式组增益超过22 dB,最大DMG低于0.45 dB,噪声系数小于5.3 dB。包层泵浦结构有利于实现FM-EDFA的全光纤连接,易于与MDM通信系统集成,并发挥掺铒光纤放大器的全光补偿优势。 展开更多
关键词 光通信 光纤通信 少模掺铒光纤放大器 环芯光纤 增益均衡 包层泵浦
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基于光子灯笼的模式功率检测方法 被引量：3
10
作者 郭浩淼 武保剑 +3 位作者 江歆睿 许焰 文峰 邱昆 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期73-79,共7页
为了避免光子灯笼模式解复用器串扰对模式功率测量带来的误差,提出基于单一模式计算方式的波长映射测量方法,详细描述了其工作原理并研制出相应的模式功率检测单元。采用混合模式和单一模式两种计算方式,分析了模式功率检测单元的透射... 为了避免光子灯笼模式解复用器串扰对模式功率测量带来的误差,提出基于单一模式计算方式的波长映射测量方法,详细描述了其工作原理并研制出相应的模式功率检测单元。采用混合模式和单一模式两种计算方式,分析了模式功率检测单元的透射率矩阵特点,实验验证了波长映射测量方法的可行性。实验结果表明,单一模式计算方式对少模光纤的偏振扰动不敏感,其模式透射率的偏振相关性小于0.025。在此基础上搭建了1480 nm前向泵浦的三模掺铒光纤放大器,采用波长映射方法测试了三模同时放大的性能,获得了高达26 dB的模式增益,差模增益小于2 dB。 展开更多
关键词 光纤光学 模式检测方法 模式选择光子灯笼 波长映射 少模掺铒光纤放大器
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