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基于粒子群优化的宽带拉曼光纤放大器研究

Research on Broadband Raman Fiber Amplifier based on Particle Swarm Optimization

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摘要

为提高拉曼光纤放大器(RFA)的放大带宽和光纤通信系统的传输容量,利用4个不同波长的泵浦设计了带宽为100 nm的宽带RFA。在对拉曼耦合波微分方程数值求解的同时,结合粒子群优化算法优化了4个泵浦的波长及功率,得到了3组平均开关增益分别为18.690 9、19.638 7和21.764 1 dB,所对应的增益平坦度分别为0.879 7、0.914 4和0.945 2 dB的优化结果。基于3组优化后的泵浦功率和泵浦波长,对粒子群优化算法的边界条件进行改进,进一步提升了RFA的性能,也使算法的性能得到改善。最终实现了增益为22.480 4 dB、增益平坦度为0.696 3 dB的宽带RFA。同时,对算法中的惯性权重和学习因子等参数进行了适当的调整,用来分析对比不同参数选择时优化结果如何变化,分析对比的结果为算法参数的选择提供了参考。

Abstract

In order to improve the amplification bandwidth of Raman Fiber Amplifier (RFA) and the transmission capacity of optical fiber communication systems, a broadband RFA with 100 nm bandwidth is designed by using four pumps with different wavelengths. Combined with the particle swarm optimization algorithm when solving the Raman coupled wave differential equation numerically, the wavelengths and powers of four pumps are optimized. The three sets of optimization results with average on-off gains of 18.690 9 dB, 19.638 7 dB, 21.764 1 dB respectively with corresponding gain flatness of 0.879 7 dB, 0.914 4 dB, 0.945 2 dB are obtained. Based on the three sets of optimized pump powers and pump wavelengths, the boundary conditions of particle swarm optimization algorithm are improved, which further improve the performance of RFA and particle swarm optimization algorithm. Finally, a broadband RFA with a gain of 22.480 4 dB and a gain flatness of 0.696 3 dB is realized. At the same time, the parameters of inertia weight and learning factors in the algorithm have been appropriately changed so as to analyze and compare how the optimization results change when different parameters are selected. The results of the analysis and comparison provide some references for the choice of algorithm parameters.

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补充资料

中图分类号:TN722

DOI:10.13756/j.gtxyj.2018.05.009

所属栏目:光电器件研究与应用

基金项目:国家自然科学基金资助项目(61775180)

收稿日期:2018-04-01

修改稿日期:--

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

巩稼民:西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121
丁哲:西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121
李思平:西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121
薛孟乐:西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121
侯玉洁:西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121
蔡庆:西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121
任帆:西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121

联系人作者:丁哲(598508103@qq.com)

备注:巩稼民(1962-),男,河南西平人。教授,博士,主要研究方向为光电子和光纤通信。

【1】余少华,杨奇,薛道均,等. “三超”光传输关键技术研 究[J]. 光通信研究,2014,(6):1-6.

【2】蒋亮,巩稼民,邢仁平,等. 多波长泵浦的增益补偿型拉曼光纤放大器[J]. 光通信研究,2017,(5):46-50.

【3】刘新华,付成鹏,杨智.基于EDFA与RFA的增益可调的混合光纤放大器[J].光通信研究,2014,(2):35-38.

【4】贾东方,刘俭辉,胡志勇,等. 多波长抽运光纤拉曼放大器的增益平坦研究[J]. 激光与光电子学进展,2004,41(6):2-5.

【5】巩稼民,赵云,冷斌. 基于高非线性光纤的增益谱平坦拉曼光纤放大器研究[J]. 应用光学,2014,35(2):353-358.

【6】魏淮,童治,简水生.分布式FRA在WDM光传输系统中的作用[J].光电子·激光,2002,13(3):257-260.

【7】Blow K J, Wood D. Theoretical Description of Transient Stimulated Raman Scattering in Optical Fibres[J]. IEEE Journal of Quantum Electronics, 1989, 25(12):2665-2673.

【8】Perlin V E,Winful H G. Optimal Design of Flat-gain Wide-band Fiber Raman Amplifiers[J]. Journal of Lightwave Technology, 2002, 20(2):250-254.

【9】孟超,潘炜,罗斌,等. 反向多波长泵浦宽带FRA泵浦配置的一种优化方法[J]. 激光与红外,2007,37(4):329-331.

【10】李勇男,盛秋琴,张婷,等. 分布式光纤喇曼放大器优化算法[J]. 光电子技术,2004,24(3):184-188.

【11】姜海明,谢康,王亚非. 基于粒子群算法的拉曼光纤放大器的多抽运源优化[J]. 光电子·激光,2004,15(10):1190-1193.

引用该论文

GONG Jia-min,DING Zhe,LI Si-ping,XUE Meng-le,HOU Yu-jie,CAI Qing,REN Fan. Research on Broadband Raman Fiber Amplifier based on Particle Swarm Optimization[J]. Study On Optical Communications, 2018, 44(5): 46-51

巩稼民,丁哲,李思平,薛孟乐,侯玉洁,蔡庆,任帆. 基于粒子群优化的宽带拉曼光纤放大器研究[J]. 光通信研究, 2018, 44(5): 46-51

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