遠程光纖水聽器系統(tǒng)中EDFA-FRA混合光放大技術研究.pdf

1、近年來，光纖水聽器的研究逐漸朝著超遠程、超大規(guī)模方向延展，其帶來的巨大光損耗逐漸成為制約遠程大規(guī)模光纖水聽器系統(tǒng)發(fā)展的最主要因素，因此光放大技術成為了遠程光纖水聽器系統(tǒng)中的一項關鍵技術。目前廣泛使用的摻鉺光纖放大器（Erbium-doped fiber amplifier，EDFA）具有增益帶寬窄、噪聲系數(shù)高、僅可分立放大等缺點，而光纖拉曼放大器（Fiber Raman amplifier，F(xiàn)RA）的增益較小，二者均不能較好地滿足遠程大

2、規(guī)模光纖水聽器系統(tǒng)的光放大需求。目前將兩者優(yōu)勢相結合的 EDFA/FRA混合光放大器已在高速光通信系統(tǒng)中得到廣泛應用，本文主要針對 EDFA/FRA混合光放大技術在遠程光纖水聽器中的應用進行研究。
　　本文基于拉曼功率耦合模型與EDFA的Giles模型建立了用于遠程光纖水聽器系統(tǒng)的下行與上行混合光放大器的理論模型，對兩種放大器的增益與噪聲特性進行了仿真分析并進行了實驗研究；由于增益的引入，混合光放大器中的 FRA相比無泵浦單模光纖

3、更容易發(fā)生受激布里淵散射（Stimulated Brillouin Scattering， SBS），本文理論研究了FRA中的SBS閾值特性，實驗分析了SBS對FRA增益與噪聲特性的影響；相位調制是抑制 SBS的有效方法之一，本文深入分析了相位調制法抑制FRA中SBS的物理機理，實驗研究了相位調制法用于提高前向泵浦FRA增益飽和功率及其用于抑制前向泵浦FRA中的SBS、降低系統(tǒng)相位噪聲。除了SBS，其他噪聲源也會影響混合光放大器的性能，

4、實驗研究了其對系統(tǒng)相位噪聲的影響，并進行了有效抑制。
　　本文主要創(chuàng)新點及研究成果如下：
　?。?）提出相位調制法提高前向泵浦FRA的增益飽和功率的理論模型，實驗驗證了該理論模型的正確性，由該模型得出在調制系數(shù)為0~3.189，調制頻率為0~100MHz的實驗條件下可將前向泵浦FRA增益飽和功率提高6.45dB，為前向泵浦FRA在光纖水聽器系統(tǒng)下行光放大器中的應用奠定了基礎；
　　（2）提出將前向泵浦FRA應用于光纖水