一种用于模间增益均衡的少模光纤增益剖面快速设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于模间增益均衡的少模光纤增益剖面快速设计方法，通过简化增益剖面设计模型和求解思路，快速高效地实现少模光纤增益剖面设计，该方法基于简单的解析模型，计算难度低，在不使用计算机辅助的情况下也可以手动完成增益剖面的参数设计。本发明专利技术提出的一种用于模间增益均衡的少模光纤增益剖面快速设计方法，数学模型简洁易操作，计算机辅助计算条件下典型完成时间在1分钟以内，显著降低设计耗时，且极端条件下可通过手算实现求解，降低了设计对计算机辅助计算的依赖程度。降低了设计对计算机辅助计算的依赖程度。降低了设计对计算机辅助计算的依赖程度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模间增益均衡的少模光纤增益剖面快速设计方法


[0001]本专利技术属于光纤
，具体涉及一种用于模间增益均衡的少模光纤增益剖面快速设计方法。

技术介绍

[0002]在目前通信需求的巨大压力下，空分复用是成倍提升现有通信能力的新型复用方案。该方案在国内外都获得了广泛关注，被普遍认为是下一阶段解决通信需求的关键技术。光通信长距离传输离不开信号的中继放大，要构建空分复用通信系统的光放大器，必须先解决适用于空分复用光纤放大器需求的稀土掺杂光纤这一基本问题。
[0003]在常规的单模光纤通信系统中主要通过稀土掺杂的有源光纤放大器实现放大，其中基于掺铒光纤的放大器已经获得了比较广泛的应用。稀土掺杂光纤的高增益特性能够通过共同的制备工艺迁移至空分复用有源光纤，因此空分复用放大器最亟待解决的问题是各模式增益差较大，导致放大后出现明显的信号功率差异，在传输中多次积累，容易造成系统中断概率升高，致使接收端误码率增大。
[0004]模式增益差问题解决的根源在于少模有源光纤的增益剖面设计。光纤的结构设计包括折射率剖面设计和增益剖面设计，前者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模间增益均衡的少模光纤增益剖面快速设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取光纤的折射率剖面参数；S2、根据S1获取的折射率剖面参数，判断该光纤是否属于阶跃多层结构；若否，认为设定增益剖面的分层数n；若是，执行S3；S3：若光纤为阶跃多层结构，在增益剖面设计中直接沿用折射率剖面的分层结构，获得对应的增益粒子掺杂分层数n；S4：根据折射率剖面，通过经典解法或仿真软件辅助，获得光纤能够支持的模式数m及各模式场分布S5：根据各模式场分布及分层结构，计算各模式在各掺杂分层的填充因子矩阵Γ
mn
，其中矩阵元素γ
ij
为第i个模式在第j层的填充因子，即第i个模式在第j层的功率在该模式携带总功率中的占比，可以用下式计算：S6：利用填充因子矩阵Γ
mn
构建各模式的评价因数，令第1层到第n层的掺杂浓度系数分别为a1到a
n
，第i个模式的评价因数e
i
可以表示为：当各评价因数相等时，获得待求各层掺杂浓度系数；即转化为求解包含有m个方程的方程组：e1＝e2＝L＝e
m
‑1＝e
m
＝1
ꢀꢀꢀꢀ
(3)进行以下代换，可以将方程...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晶晶，裴丽，赵琦，常彦彪，王建帅，李祉祺，宁提纲，李晶，宋豫婧，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：