1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

随着全球信息化和工业化水平的不断提高，视频点播、p2p、iptv网络电视、视频电话会议等高清视频业务广泛普及，同时大数据、物联网、云计算、云存储等信息技术迅速发展，使得对通信网络带宽的需求急剧增加，因此超高速超大容量和超长距离（3u）的光纤传输系统的发展和部署显得极为重要。

随着光纤中的传输波长数目的增加，wdm 光传输系统要求光放大器具有比较宽的增益带宽。传统的光放大器 edfa 等增益带宽通常为 40nm 左右，一般仅覆盖传统的 c 波段，增益值上限为 60d b 左右。而现有 g.652d 低水峰单模光纤的低损耗窗口有 300nm 左右，并没有得到充分的利用，造成了通信带宽的浪费。此外，edfa 作为相位不敏感光放大器，即光放大器的增益值与入射光信号的相位无关，其噪声系数具有 3d b 的量子极限。也就是说，即使理想情况下，edfa 输出光信号的信噪比也只有输入光信号信噪比的一半，即噪声系数为 3d b。相比之下，光纤参量放大器（fopa）具有其独特的优势，仅仅使用几百米的高非线性光纤，单泵浦 fopa 增益可以达到 70d b，增益带宽可以超过 200nm，双泵浦结构的光纤参量放大器，具有更大的增益带宽和更高的增益值，适用于超宽带密集波分复用系统。另外，fopa 既可以作为相位不敏感光放大器，也可以作为相位敏感光放大器。一般的相位不敏感放大器，如 edfa、拉曼光放大器及相位不敏感光纤参量放大器等具有至少 3d b 的 nf 值，而相位敏感光纤参量光放大器的 nf 理论值可以达到 0d b，即可以用来实现几乎无噪声的光放大。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

本设计的基本内容是通过matlab编程对基于非线性薛定谔方程和分布傅里叶方法的单泵浦相位敏感光放大器进行数值模拟并通过调整信号相位和泵浦光功率观察其特性。matlab具有高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来，以及完备的图形处理功能来实现计算结果和编程的可视化。

2.2设计的目标

3. 研究计划与安排

1-4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究半导体激光器的非线性动态特性。确定方案，完成开题报告。

5-8周：基于分步傅里叶变换法，采用matlab语言模拟光信号在传输过程中所受到线性效应损耗和色散以及非线性效应的影响，实现一个相位敏感的光纤参量放大器。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李莹，崔庆丰.基于分步傅里叶变换法对非线性薛定谔方程的数值仿真[j].长春理工大学学报，2011：43-45

[2]闫凯.非线性薛定谔方程的数值计算研究[j].牡丹江师范学院学报，2009:21-22

[3]赵磊，隋展，朱启华，张颖，左言磊. 分布傅里叶法求解广义非线性薛定谔方程的改进与精度分析[j].物理学报, 2009, 7(58):4731-4737.