基于粒子群优化算法的双向多泵浦光纤拉曼放大器增益研究.pdf

【激光与红外】杂志2020年9月刊发表了一篇关于基于粒子群优化算法在双向多泵浦光纤拉曼放大器增益研究的文章。文章由巩稼民等人撰写，来自西安邮电大学通信工程学院。研究的核心是利用石英光纤作为增益介质，通过龙格-库塔法和打靶法解决多波长双向泵浦光纤拉曼放大器的功率耦合波方程，以获取拉曼放大器的增益带宽、平均增益、增益平坦度以及泵浦光和信号光沿光纤的分布情况。 拉曼光纤放大器是一种利用光纤中的非线性效应——拉曼散射来实现光信号放大的设备。在这项研究中，研究人员运用粒子群优化算法对具有相同数量泵浦光的不同排列的双向系统进行优化分析。粒子群优化是一种仿生算法，模仿鸟群或鱼群的行为，用于全局搜索最优解，尤其适用于解决多目标优化问题。 通过比较14种双向泵浦结构，研究者挑选出性能较优的3种，并进一步优化其参数设置。最终确定的最优双向泵浦结构为BBFF。结果显示，在只有四个泵浦光的情况下，这种双向多泵浦结构BBFF表现出最佳的平均增益和增益平坦度。具体来说，他们获得了开关增益为23.1665 dB，增益平坦度为0.794 dB的双向泵浦结构。 这一发现对于光纤通信系统的性能提升有着重要意义，尤其是在长距离传输和高容量通信网络中，增益平坦度的改善可以减少信号失真，提高通信质量。粒子群优化算法的应用展示了其在复杂优化问题上的潜力，为未来光纤放大器设计提供了新的方法和思路。 关键词：拉曼光纤放大器、双向、多泵浦、增益、增益平坦度 该研究的成果不仅加深了对光纤拉曼放大器内部机制的理解，而且为实际应用中如何通过优化泵浦布局来提高放大器性能提供了理论支持。此外，这项工作也强调了数值计算方法（如粒子群优化算法）在解决工程问题上的有效性，为相关领域的研究者提供了有价值的参考。