多泵浦功率多波长优化配置用于拉曼光纤放大器

　　摘要

　　 一种新的配置算法，用于带有前向和后向泵浦的拉曼放大器的DWDM光纤数据链路（长300km），其中共10个泵浦的波长和功率采用仿真退火算法予以自动设计，该链路含64波长，由1512nm至1563.2nm,间隔0 .8nm。结果给出在以上宽达50nm谱宽内，不平坦度为2.6d B。

　　 关键词

　　 拉曼光纤放大器，仿真退火，泵浦，密集波分复用。

　　 引言

　　 拉曼光纤放大器（RFA）具有宽的放大谱宽，中心波长随意和低的噪声指数，因此在大容量DWDM光传输系统和网络中起着重要作用[1，2]。RFA基于光纤中的受激拉曼散射（SRS），具有明显的阈值特点。随着固态激光泵浦不断进展，其输出功率可达数百毫瓦，如市售的这类泵浦已有200—300mW，但仍必须数个泵浦激光器偏振复用，以提供足够的光功率给DWDM光信号高增益放大，同时还须在给定的波长范围内增益平坦。由于SRS过程很复杂，如存在泵浦一信号光，泵浦—泵浦，信号光—信号光，之间的相互作用[3—5]。为了实现RFA所在链路尽可能好的性能指标，一个有效途径是恰当地安排多个泵浦，及确定它们各自的功率和波长。

　　 通常，多泵浦SRS的复杂过程，难以解析地表达。并因此也难以获得为优化合成的增益曲线所需要的有关数据资料；另外对于该问题，还有许多局部最佳值叠加到全局最佳值上。模拟退化（SA）算法对于优化一个复杂系统是适用的[6]。它可用于连续的全局优化并显示很好的收敛性[ 7 ]。本文将SA原理用于优化多泵浦RFA配置，其中包括波长选择和功率调整。以下首先叙述多泵浦RFA的理论模型。接着，采用SA对这些放大器作出新的设计方案。

　　 前向和反向多泵浦RFA理论

　　 在RFA中多个泵浦和各个被放大的信号光之间的相互作用是由一套耦合方程且加以描述[8]这些方程式可被扩大用以描述带多泵浦（包括前向和反向泵浦）的DWDM系统，如下列：