[发明专利]一种分布式拉曼光纤放大器中光纤长度对最大增益影响因子获取方法和装置

权利要求书

1.一种拉曼光纤放大器中光纤长度对最大增益影响因子获取方法，其特征在于，方法包括：

获取泵浦传输功率关系式、信号传输功率关系式和带外ASE功率关系式，以及待求解影响因子对应关系的多个光纤长度；逐一选取光纤长度，并配置到各关系式中，进行如下的影响因子求解过程：

将上述各关系式中的泵浦初始值都设置为0，信号光的初始功率设置为P1，通过上述各关系式求得光纤末端的信号功率P_{(L-pump off)}；

将泵浦功率初始值设置为预设值P2，通过上述各关系式求得光纤末端的信号功率P_{(L-pump on)},以及带外ASE功率P_ASE；

在放大器的固有插入损耗为IL时，光纤长度所带来的影响因子A₄为(P_{(L-pump on)}-P_{(L-pump off)}-IL)/G_{max_calibration}；其中，G_{max_calibration}为拉曼光纤放大器的定标的最大增益，并且P_{(L-pump on)}和P_{(L-pump off)}的单位为dBm，G_{max_calibration}的单位为dB。

2.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器中光纤长度对最大增益影响因子获取方法，其特征在于，所述泵浦传输功率关系式、信号传输功率关系式和带外ASE功率关系式中的光纤衰减系数被设定为定标值。

3.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器中光纤长度对最大增益影响因子获取方法，其特征在于，所述求得光纤末端的信号功率P_{(L-pump on)},以及带外ASE功率P_ASE，具体包括：

将泵浦传输功率关系式、信号传输功率关系式和带外ASE功率关系式整理成Matlab中常微分方程数值解法所支持的格式；

利用Matlab中四阶龙格-库塔算法或边界值解微分方程的方法计算微分方程的数值解。

4.根据权利要求1-3任一所述的拉曼光纤放大器中光纤长度对最大增益影响因子获取方法，其特征在于，泵浦传输功率关系式具体包括：

第一泵浦光传输功率关系式：式中，α₀为泵浦P₀对应波长的传输损耗，为泵浦P₀到泵浦或信号P_k的拉曼增益系数，

第二泵浦光传输功率关系式：

式中，α_i为泵浦P_i对应波长的传输损耗，为泵浦P_i与泵浦P_j间的增益系数，为泵浦P_i与泵浦或信号P_k间的增益系数；

其中，下标i，j，k和参数n代表信号的标识号；z为距信号发射端的光纤距离。

5.根据权利要求1-3任一所述的拉曼光纤放大器中光纤长度对最大增益影响因子获取方法，其特征在于，所述信号传输功率关系式具体包括：

式中，α_n为第n个信号波长的衰减系数，为第j个泵浦与第n个信号之间的增益系数，P_n为第n个信号的功率，P_j(z)为波长比第n个信号波长小的第j个信号功率或者泵浦功率；

其中，z为距信号发射端的光纤距离。

6.根据权利要求1-3任一所述的拉曼光纤放大器中光纤长度对最大增益影响因子获取方法，其特征在于，所述带外ASE功率关系式具体包括：

式中，P_ASE(z)为频率v的带外ASE功率随距离z的变化，α_ASE为某一频率处的带外ASE的衰减系数，为第i个泵浦到频率v带外ASE的增益系数，h为普朗克常数，v为带外ASE的频率，K为玻尔兹曼常数，T为环境温度，Δv为泵浦光频率到带外ASE频移,P_i(z)为第i个泵浦的功率值。