光纤喇曼放大器增益
随着宽带业务的增长和DWDM技术的发展,人们需要更宽增益的全光放大器.光纤喇曼放大器由于其可放大任意波长信号的特性,受到广泛关注和重视.但它还存在以下不足:(1)在整个放大器增益不平坦，(2)需要大功率泵浦源，(3)需要抑制噪声.，本文致力于解决FRA增益不平坦的问题，提出了使用DCF光纤（色散补偿光纤）的FRA增益平坦化的补偿理论分析和设计方法，给出了补偿光纤增益系数曲线的轮廓，为FRA增益平坦化技术的实验和实用提供了理论基础。
关键词: 光纤喇曼放大器，受激喇曼散射，增益平坦放大器，DCF光纤.
ABSTRACT
The all-optical amplifiers with wider gain-bandwidth is required because of the increasing wide-band-width-traffic and the development of DWDM. Fiber Raman amplifiers which have the characters of amplifying any wavelength, have been widely researched. But it still has some flaws: first, not having flat gain in all wavelength; second, need high power pump source; third, need suppress the noise. This paper mainly research the flat gain of SRS amplifier and put forward a design of ordinary flat gain fiber Raman amplifier, give gain quotiety or compensate fiber. Provide basic theory for experimentation and practicality technique of the FRA flat gain.
Keywords:Fiber Raman amplifiers; Stimulated Raman Scattering(SRS); the flat gain SRS amplifier
1.绪论 (3)
1.1 适用于DWDM系统，增益平坦的光纤喇曼放大器（FRA）的研究现状 (3)
1.2 研究适用于DWDM系统，增益平坦的光纤喇曼放大器的重要性和意义 (4)
1.3 工作内容 (6)
2．光纤喇曼放大器 (8)
2.1光纤喇曼放大器的基本原理 (8)
2.1.1 传输光纤中的SRS效应 (8)
2.1.2 FRA的工作原理 (10)
2.2光纤喇曼放大器的基本结构 (12)
2.2.1分布式喇曼放大器 (12)
2.2.2 集总式（又称为分立式）喇曼放大器 (14)
2.3 光纤喇曼放大器的特点 (14)
2.4 光纤放大器的制作 (16)
2.5 光纤喇曼放大器的前景展望 (17)
2.5.1 FRA目前主要应用领域 (17)
2.5.2 FRA前景前景展望 (18)
3 .一般光纤中喇曼放大的基本分析理论 (19)
3.1 引言 (19)
3.2 单向波分复用光纤传输系统的稳态理论分析 (19)
3.2.1 理论模型与分析方法 (20)
3.2.2 N信道前向稳态SRS耦合方程 (20)
3.2.3 N信道等间隔前向稳态SRS耦合方程 (21)
4. 光纤增益平坦放大器的初步设计 (22)
4.1 喇曼放大器增益平坦的方法 (22)
4.1.1采用增益均衡器件实现增益平坦 (22)
4.1.2多波长泵浦 (22)
4.2 增益平坦放大器的理论介绍 (23)
4.3 以DCF（色散补偿光纤）实现的增益平坦放大器 (26)
结束语 (31)
致谢：.................................................................................................... 错误！未定义书签。附录. (32)
参考文献： (35)
1.绪论
1.1适用于DWDM系统，增益平坦的光纤喇曼放大器（FRA）的研究现状
在“信息高速公路”的概念被提出以后，光纤通信技术在加大容量和延长通信距离方面取得了突飞猛进的发展，尤其是宽带光纤放大器和密集波分复用是光纤通信技术发展最引人瞩目的方向。
光纤喇曼放大器是利用受激喇曼散射效应（SRS: Stimulated Raman Scattering）以光纤作为增益介质而实现的全光放大器。由于它特殊的增益机理，使其具有许多优良的特性。首先，喇曼放大器的增益带宽很宽，可达40Thz。因此，喇曼放大器可作为宽带放大器，放大多信道系统；其次，从理论上讲，只要有合适功率的高功率泵浦源，喇曼放大器就可以放大任意波长的信号，因此用喇曼放大器加全波光纤（All Wave fiber）,可充分利用光纤的巨大带宽；第三，利用喇曼放大器可在原有光纤基础上直接接入，达到扩容，减少投资，还可以制成分布式喇曼放大器，直接以传输光纤作为增益介质；第四，光纤喇曼放大器具有优良的噪声特性，其自发辐射噪声优于EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)，附加噪声也很小；第五，光纤喇曼放大器的SRS响应时间极短，因此FRA可用于高速通信网络。从以上五点可见，在未来的光传输网络中，尤其是在全波光纤的网络中，喇曼放大器必将占有重要的位置。
近几年由于高功率激光器技术的发展，已有适于通信波长的喇曼泵浦激光器投入市场，因此喇曼放大器投入使用已不存在太大问题。国外已针对喇曼放大器在DWDM系统中的应用大量的研究实研。Lucent公司利用喇曼和EDFA的混合放大器传输1.6Tb/s（40*40Gb/s）信号达400km;Alcatel公司则用喇曼放大器获得了32*190Gb/s信号传输450km无中继的成绩。据估计，喇曼放大器的市场价值2004年将达到75亿美元。可见喇曼放大器具有广阔的发展前景。
目前，在WDM(Wavelength Division Multiplexing)系统中光纤的低损耗区域，SRS放大器已经研究成功；应用放大器的两信道WDM系统在非耗尽区域的SRS 放大器理论研究成果已经出现；对N信道DWDM系统应用放大器的分析还没有深入研究。关于喇曼放大器应用于宽带放大的报道很多，总结起来主要有三种情
况。一是喇曼放大器独立使用，采用多波长泵浦，形成宽带放大；二是喇曼放大器和EDFA构成混合放大器，再加上增益均衡器平坦增益以获得高增益的宽带放大；三是用喇曼放大器制成有源无损器件或动态均衡器件。但如何用喇曼放大器来放大全波光纤的1260－1650n m带宽，即如何利用喇曼放大器来充分利用光纤的巨大带宽还有待解决，随着相关问题的解决，喇曼放大器必将成为光放大的主流。所以，我们FRA放大器增益平坦化的设计方案，希望早日把FRA放大器推向实用化。
1.2研究适用于DWDM系统，增益平坦的光纤喇曼放大器的重要性和意义
光信号在光纤中传输时受各种损耗的作用，光信号功率会下降，当传输的距离很大时，就需要在传输线路上加中继器，将减弱的光信号放大，达到远距离传输的目的。传统的中继器采用光电光的转换方式，其存在以下缺点，设备复杂，可靠性不高，使用不便，难以适应光纤通信技术的发展。而光纤放大器是重要得光器件之一，可实现信号的直接放大，不需要光电和电光转换的繁琐放大过程，所以可取代中继器，应用于超长距离的光纤通信系统或密集波分复用系统中。光放大器具有很宽的增益带宽，采用直接光放大的形式，可使传输速率大大提高，且使用方便，可靠性高，结构紧凑，价格低廉，成为现代光纤通信系统中的关键部件。
现代或未来光纤通信系统主要是指密集波分复用（DWDM）光纤通信系统、相干光纤通信系统、光孤子通信系统。到目前为止，密集波分复用（DWDM）光纤通信系统已实用化，而相干光纤通信系统、光孤子通信系统、还在研究阶段。综观这些系统，它们都是多信道，输入总功率高，信道宽度窄的系统，比如密集波分复用（DWDM）光纤通信系统中的信道总数据报道已达127个（信道间隔为50GHZ）。理论上讲，在密集波分复用（DWDM）光纤通信系统中，由于复用信道总数大，因此总的输入功率很大，比如在127个信道和系统中，假如每信道中输入的信号光功率为1mv，总功率可达到127mv。此时，SRS、SBS效应对信号的影响十分强烈，而在光孤子通信系统中，由于信号光脉冲很窄（小于100PS），其脉冲功率很容易达到几十毫瓦，但SRS效应对信号光的影响仍不可忽略。另外，光纤放大器中，泵浦光的功率可达数瓦，其中的SRS、SBS效应更加强烈。
由于SRS具有增益特性，而且可以在光纤中积累，因此这种效应可被利用制作光纤放大器。
对于HDWDM，由于信道的密集再使用，使适合原来信道少的波分复用器因分辨率达不到要求而不能实现波分复用功能。而且复用器件的选择也将大大影响系统的性能。按工作介质分类，光放大器可分为三类：掺稀土元素光纤放大器、非线性光纤放大器和半导体光放大器。掺稀土元素光纤放大器利用光的受激放大原理对信号进行放大，典型代表有：掺饵光纤放大器（EDFA）、掺镨光纤放大器。非线性光纤放大器利用光的受激喇曼放大、受激布里渊放大和四波混频的原理对信号进行放大，典型代表为SRS光纤放大器。
现在常用的是掺饵光纤放大器（EDFA）与SRS放大器。EDFA可以提供给许多光纤通信系统使用，但是一般的掺饵光纤放大器本身的增益轮廓是不平坦的，它在1532nm附近有一个峰值，在1540nm后是一个平台，峰值和平台之间差异达8dB以上，这使得波分复用系统（WDM）只能在一个很窄的带宽内使用。否则，各信道的增益不一，特别是多个EDFA串联后，这种增益差会产生积累，以至于信号光到达接受端时，增益高的波长信道可能使光端接收机输入过载，而增益小的波长信道则信噪比达不到要求，使整个系统不能正常工作。这样就使通信线路数受到限制，通信系统的容量大大减少。
国外从九十年代初就开始了掺饵光纤放大器增益平坦化的研究，早期曾有过利用光凹槽滤波的方法,通过被动滤波,仅在一个小范围内进行平坦化.后来又有声光滤波的方法,由于声光滤波器不能集成到光纤上,并且连接技术复杂,现在很少有研究报道了.现在报道的方法主要有:1.利用增益均衡器进行增益平坦化;2.在
AL等作为共掺杂物质,或者改变掺饵硅玻璃光纤的基质掺饵硅玻璃光纤中加入 3
材料,如硅玻璃,氟玻璃,多成分玻璃等进行增益平坦化。
总之,在通信领域中,对EDFA的增益平坦化非常重视许多人在研究EDFA和DWDM相结合的实际应用.但是EDFA的增益带宽与宽带光放大器的带宽要求相差太远,随着信息量的快速增长和HDWDM的应用,人们需要更宽增益带宽的全光放大器.光纤喇曼放大器充分利用光纤的巨大带宽,成为目前研究的热点。
光纤喇曼放大器(FRA ：Fiber Raman Amplifier)具有很宽的增益谱宽(40THz)，可用于宽光谱的波分复用光纤通信系统中。很宽的受激喇曼散射的增
益带宽（达40THZ），意味着人们能够用单一的泵浦波同时放大多个波长的信道。另外，FRA还具有响应时间快、饱和输出功率大、易于耦合等优点。所以，FRA 光纤放大器具有广阔的发展前景。
但目前FRA还存在以下不足：（1）在整个放大区域增益不平坦，（2）需要大功率泵浦源，（3）需要抑制噪声。如果能够解决这些问题，那么FRA光纤放大器在未来将会是HDWDM的最佳复用器材。
本文致力于解决FRA增益不平坦的问题。提出了使用DCF光纤的FRA增益平坦化的一般性补偿理论分析和设计方法，给出了补偿光纤增益系数曲线的轮廓，为FRA增益平坦化技术的实验实用化提供了理论基础。
1.3工作内容
a．本论文的研究对象：
本论文主要研究色散补偿光纤（DCF）的喇曼放大，给出光纤中喇曼放大分析理论，并在此基础上给出适用于密集波分（DWDM）系统，增益平坦的各种光纤受激喇曼散射（SRS）放大器的设计理论.
b.本论文所采用的研究理论和研究方法
本论文将主要采用经典的非线性耦合波理论来进行研究，经典的非线性耦合波理论来自经典的电磁场理论，它的正确性不容怀疑。巩稼民老师在研究密集波分复用石英光纤通信系统中的受激喇曼散射时，在非线性耦合波理论的基础上采用光子转换理论来进行研究，即用光纤中某一模式的光子流功率来代替光波功率，并以对研究得出的理论结果进行了计算机仿真和实验验证，证明了其正确性，本文将才用同样的方法。
c.本论文研究的具体内容
（1）通过多信道单向受激喇曼散射（SRS）稳态分析理论，研究DCF光纤中的喇曼放大。
（2）给出设计和分析适合密集波分复用的一般性喇曼光纤放大器增益平坦化的方法。
（3）以DCF( Dispersion Compensating Fiber )光纤为例，给出设计和分析增益平坦喇曼光纤放大器的方法。
（4）给出DCF光纤喇曼放大器增益平坦中的补偿光纤的增益曲线，及在不同
条件下的计算机仿真图形，并进行物理意义分析。
2．光纤喇曼放大器
2．1 光纤喇曼放大器的基本原理
2.1.1 传输光纤中的SRS效应
（1）斯托克斯光的产生
当强光通过介质时，非线性效应逐渐明显。散射介质的分子具有分立的本征能级结构，而单色输入光的频率与分子任何一个共振吸收频率不相等时，分子本身不能对入射光子产生真正的共振吸收，但能对入射光产生散射作用。如图2-1所示，设散射分子的两个最低能级分别为E1和E2，能量间隔为hν
?，在入射光作用下，原处于较低能级E1上的分子在散射后先跃迁到一种中间状态之上，然后又跃迁返回至另一个较高的能级E2，分子内能增加，而散射光子的频率则向低频方向移动了ν
?，这种过程产生的散射光称为斯托克斯（stocks）光。与此类似，还可产生反斯托克斯（anti-stocks）光，其特点是散射分子回到了较高能级，内能减少，而散射光子的频率向高频方向移动了ν
?。
图2-1 SRS过程中斯托克斯光的产生
(2)喇曼散射与受激喇曼散射(SRS)
喇曼散射是这样一种现象，当某一频率的光输入非线形介质时，在散射输出光中出现了光频率偏移的现象。喇曼散射有普通喇曼散射和受激喇曼散射之分，普通喇曼散射过程属于一种自发散射过程，相应产生的喇曼散射光十分微弱，不论是stokes散射光还是anti-stokes散射光，都不是相干光。可是当用强激光输入
到非线形介质中时，在一定条件下，喇曼散射光有激光的性质，这就是所谓的受
激喇曼散射，相应产生的喇曼散射光较强，不论是stokes 散射光还是anti-stokes
散射光，都是相干光。对于自发散射，由于散射粒子的运动是无规则的，因此散
射光子是非相干的。受激散射则情况不同，它是激光的相干光子被运动相位规律
分布的粒子散射。斯托克斯散射过程可以这样来描述：入射的相干光子与一个无
规则运动的离子碰撞，产生一个斯托克斯光子及一个受激态粒子；此受激态粒子
再与入射光子碰撞又产生一个斯托克斯光子及一个受激态粒子。新产生的受激态
粒子继续与入射光子碰撞产生斯托克斯光子。此过程不断继续下去，形成一个产
生斯托克斯散射光子及受激态粒子的雪崩过程。在受激散射过程中新产生的斯托
克斯散射光子及受激态粒子同原斯托克斯散射光子及受激态粒子是同相位的。因
此这是一个受激过程。受激散射是非线性光学效应。
(3) 受激喇曼散射(SRS)特点
与普通喇曼散射相比,受激喇曼散射(SRS)具有以下一些独特的性质:
①阈值特性： 即仅当入射光强超过一定的激励阈值后，才能发生受激喇曼
散射效应。SRS 的阈值泵浦功率定义为：光纤输出端输出的斯托克斯光功率与泵
浦光功率相等时所对应的输入端泵浦光功率。按这一定义，可估算SRS 的阈值
为：Le g MAe P R Rth /16≈，其中，Ae 是有效纤芯面积，当纤芯很细时可用纤芯面
积近似代替。M (1 光时取2，R g 是喇曼增益系数，Le 是光纤的有效互作用长度，定义为： α αL e Le -=1，其中L 是光纤长度，α是光纤线性衰减系数，在光纤足够长时，Le 可用α1来近似。 ②良好的方向性： 受激喇曼散射光的空间发射角明显变小，可达到与入射 激光束相近的发射角。 ③高的光谱单色性：受激喇曼散射光的光谱宽度明显变小，可达到与入射 激光相当或更窄的程度。 ④高亮度特性： 受激喇曼散射光强度可以达到与入射激光束光强相比拟的 程度。 ⑤响应时间短： 受激喇曼散射的响应时间只有亚皮秒数量级，因此，受激 喇曼散射光的时间变化规律与入射激光的时间变化规律相似，但有时受激喇曼散 射光的脉冲宽度远短于入射激光的脉冲宽度。 ⑥双向散射： 受激喇曼散射光强度在与入射激光传输方向相同和相反的 方向上同时取得最大。 ⑦偏振特性： 受激喇曼散射光的偏振方向与入射激光相同时，两者作用 最强烈，垂直时，两者不发生作用。 2.1.2 FRA 的工作原理 如果一个弱信号与一强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵 浦光的喇曼增益带宽内，弱信号光即可得到放大，这种基于SRS 机制的光纤喇 大器。如图2-2给出了FRA 的原理性结构示意，频率为p w 和s w 的泵浦光和信号 光通过波长选择耦合器输入至光纤，当这两束光在光纤中一起传输时，泵浦光的 能量通过SRS 效应转移给信号光，使信号光得到放大。泵浦光和信号光亦可分 别在光纤的两端输入，在反向传输过程中同样能实现弱信号放大。乍看FRA 的 工作与其他光放大器没有多大差别，都是靠转移泵浦能量实现放大，实际上有很 图2-2.光纤喇曼放大器能级图 大不同。与SLA 相比，SLA 用电泵浦，需要粒子数反转，FRA 是靠非谐振，非 线性散射，实现功能放大，不需要能级间粒子数反转。掺杂光纤类放大器是靠活 性光纤的受激辐射实现放大，一个入射光子是另一个同样的光子受激辐射而不损 耗其能量。而FRA 是靠非线性介质的受激散射，一个入射泵浦光子通过非弹性 散射转移其部分能量，产生另一个低能和低频光子，称为斯托克斯频移光，而剩 余的能量被介质以分子振动的形式吸收完成振动间的跃迁。 斯托克斯频移R Ω= P ω- S ω在SRS 过程中起着重要作用，R Ω由分子振动能 级确定，其值决定产生SRS 的频率范围。对非晶态石英光纤，其分子振动能融 合在一起，形成了一条能带，因此可在较宽的频差（P S ωω-）范围（40THz ）内 通过SRS 效应实现信号光的放大。如图2-3展示了熔融石英的喇曼增益谱特性 g(ω).图中曲线是在P λ=1um 测得的，由于光增益g=R g (ω)p I ,p I 为泵浦强度， 由泵浦功率P P 决定，R g 为喇曼增益系数，随P ω线性增大。由此可得光纤SRS 的光增益为()()()p R p p g g a ωω=式中，p a 为光纤中泵浦光的面积。 由图可见，FRA 的增益谱与二能级激光系统的洛伦兹谱相比，两者偏离较大，峰值增益在斯托克 斯频移R Ω≈13.2THz(4401cm -)处。 图2-3 熔融石英的喇曼增益谱 对于不同类型的光纤，其喇曼增益系数是不同的，在1455nm 泵浦光的作 用下，不同类型的光纤的喇曼增益系数如图2-4所示： 图2-4 不同光纤的喇曼增益系数 2.2光纤喇曼放大器的基本结构 光纤喇曼放大器分为两类：集中式（分立式）喇曼放大器和分布式喇曼放大器。 2.2.1分布式喇曼放大器 特点：分布式光纤喇曼放大器使用传输光纤本身做增益介质，与集总式光纤喇曼放大器相比，具有更低的噪声系数(NF)与更大的提供超宽带放大的能力。分布式喇曼放大器具有跨距延伸效应，它可使长距离传输干线上撤除昂贵的3R再生器和趋向透明性，也正因为如此，它尤其适用于海底光缆通信等不方便设立中继器的场合。 喇曼增益与泵激光功率相关，由于自然喇曼散射光在光的进行方向和逆行方向均能产生，因而，喇曼放大的泵激光方向可在前向泵激也可在后向泵激。采用后向泵浦由于偏振模色散（PMD）的存在使信号光和泵浦光的偏振态相对发生变化，与后向泵浦相比，在同样的泵浦条件下阈值变大，获得的增益也较小。分布式光纤喇曼放大器的后向泵浦、前向泵浦和双向泵浦三种方式及沿光纤中信号与泵浦的功率变化示意图如下图2-5所示： 1)后向泵浦 (a) 后向泵浦的基本结构 (b) 后向泵浦时信号光功率沿光纤长度的变化 图2-5后向泵浦图 2) 前向泵浦（如图2-6） (a) 前向泵浦的基本结构 (b) 前向泵浦时信号光功率沿光纤长度的变化 图2-6前向泵浦图 3) 双向泵浦（如图2-7） (a) 双向泵浦的基本结构 (b) 双向泵浦时信号光功率沿光纤长度的变化 图2-7双向泵浦图 为了更能直观的反映出三种不同泵浦方式中信号功率的变化情况，分别把 三种不同泵浦方式中在相同泵浦功率条件下信号功率的变化情况在一个图中表示，如下图2-8所示： 图2-8 不同泵浦方式下的信号功率沿光纤长度的变化 2.2.2 集总式（又称为分立式）喇曼放大器 特点：是可以像EDFA那样做成模块的放大器件，内部包含专门的高增益系数的喇曼放大光纤，容易控制,可以用来放大EDFA不能放大的频段。分立式喇曼光纤放大器的基本结构示意图如图所示： 图2-9 分立式光纤喇曼放大器的基本结构 2.3 光纤喇曼放大器的特点 1.Raman放大是一个非谐振过程，其增益响应仅依赖于泵浦光波长及其带宽，选择合适的泵浦源就可以得到任意波长的放大[15]。因此，从理论上来讲，只要泵浦源的波长适当，FRA就可以实现对任意波长的信号的放大。 这样，光纤喇曼放大器可以放大EDFA所不能放大的波段，使用多个泵源还可得到比EDFA宽得多的增益带宽（后者由于能级跃迁机制所限，增益带宽只有80nm），因此，对于开发光纤的整个低损耗区1270nm-1670nm具有无可替代的作用。 2.增益介质为传输光纤本身，与光纤系統具有良好的兼容性，可构成分布式喇曼放大器。它可以利用现已大量铺设的G.652或G.655光纤作为增益介质对光信号进行分布式放大，从而可以实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通信等不方便设立中继器的场合。DWDM系统中，传输容量和复用波长数目的增加，使光纤中传输的光功率越来越大，引起非线性效应也越来越强，严重的限制了传输距离。由于分布式喇曼放大器的放大作用是沿光纤分布的，而不是集中作用的，使得光纤中各处的信号光功率都较小，可降低非线性效应特别是四波混频（FWM）效应的干扰。而且，分布式喇曼放大器由于光纤本身既是增益媒质，又是传输媒质，光纤既存在损耗，又产生增益，增益可补偿损耗，因此，采用分布式喇曼放大器可降低信号的入射功率，同时保证适当的光信噪比（OSNR），入射功率降低了，也可有效地抑制非线性效应。 3．串扰小、温度稳定性好、噪声指数低 噪声系数可低至3dB，应用FRA的波分复用WDM放大中的串音影响会降到最低，因此FRA与常规EDFA混合使用时可大大降低系统的噪声指数，增加传输跨距。 4.喇曼放大器的饱和功率高；增益谱调整的方式直接而且多样（可通过选择泵浦波长和强度实现对增益曲线的调整）；喇曼放大的作用时间短(亚皮秒数量级)，可实现对超短脉冲的放大。 但是，光纤喇曼放大器也存在一些缺点： （1）虽然需要大功率的泵浦源，但随着大功率半导体激光器和大功率激光器的研制成功，这一问题目前以解决； （2）FRA的另一个缺点即对光的偏振态比较敏感，可以通过增加偏振光耦合器（PBC：Polarization Beam Combiner ），进行泵浦光偏振耦合来解决； （3）传输光纤中的喇曼增益被放大自发辐射的瑞利后向散射和信号的双瑞利后向散射所限制。它们将引起多点反射和多路径干涉，产生码间干扰，降低信噪比，使BER性能降级，导致系统性能的下降。对无瑞利散射时和有放大自发辐射的单、双瑞利散射时OSNR随泵浦功率变化的计算结果表明，瑞利散射限制了OSNR的最大值。为了抑制瑞利散射噪声的影响，可以采用多级放大的方式，避免泵浦功率过高和传输距离过长；还可以采用双向泵浦的方法降低瑞利散射， 另外，可以在传输光纤的中间某个位置加入一个均衡器，以破坏双瑞利散射的环路增益，也可以取得较好的效果[25]。 喇曼放大需要在传输光纤中注入很大的功率才能获得合适的增益，而大功率电平可能会损害光纤通路中的焊头和连接器，并使链路性能下降。 光纤喇曼放大器与EDFA比较如下表所示： 表一. Raman光放大器与EDFA的比较 当然，分布式Raman光纤放大器的增益较低,EDFA的增益高,这是分布式Raman光纤放大器的缺点,也是目前分布式Raman光纤放大器必须和EDFA配合使用的原因. 随着分立式喇曼放大器的进一步发展和应用, 光纤喇曼放大器单独应用的情形会越来越广泛。 2.4光纤放大器的制作 喇曼光放大器的核心是大功率的拉，喇曼泵浦源。总体上来说，解决FRA 泵浦源共有三个方案：一是大功率LD及其组合，特点是工作稳定、与光纤耦合效率高、体积小、易集成，这是最佳的选择；二是Raman光纤激光器（RFL）；三是半导体泵浦固体激光器（DPSSL）。后两者都存在稳定性及与普通常用光纤的耦合问题。对于泵浦源来说，要求线宽较宽（一方面可以产生叫平坦的增益， 另一方面可以抑制布里渊散射引起的噪声），泵浦功率对于集总式FRA来说一般在1w以上，而分布式FRA则为几百mw。下图是利用特定波长的高功率半导体激光器组制作喇曼泵浦源的光路图: 其中PBC为偏振光耦合器（Polarization Beam Combiner）。由于采用多波长泵浦可实现增益平坦的光纤喇曼放大器，所以此种方案是用来制作分布式光纤喇曼放大器的理想选择。 2.5光纤喇曼放大器的前景展望 2.5.1 FRA目前主要应用领域 1. 由于FRA的增益在增益峰值波长较短的波域，增益有随着波长增加而增大的 现象。另外，在EDFA的增益则有从1560nm起波长越长，增益却有减少的趋势。于是，如果将FRA与EDFA的泵激波长加以优选，进行率接时就可以获互补，从而达到满意的增益平坦性，实现宽带化。 2. 结合现有EDFA，用于超高速率、超大容量的光传输系统，或对现有TDM和 WDM系统升级。 3. 用作1.3μm、C-band及L-band的光放大器，填补EDFA无法应用的领域。 4. 远程泵浦通信系统，作为前置放大器，用于超长跨距光传输，例如海底通信 等。 5. 和色散补偿光纤一起使用，进一步提高高速(10Gb/s以上速率)光传输系统的 性能。 2.5.2 FRA前景前景展望 技术前景 1．Raman 放大器的优点（例如宽带放大、不需要特殊激发光纤、可以是分布式结构、放大波段可以选择、增益平坦可以灵活控制等）是其他类型光放大器无法替代的。 2．Raman放大器是使现有的传输系统由低速率升级到40 Gbit/s所必需的关键光电子器件；也是所有超高大容量、超长距离光传输系统的关键技术。 商用前景 1、在目前世界领先的光通信试验系统中，基本上都使用了光纤喇曼放大器。 2、少数器件商已开始提供商用产品，相关核心器件也正逐渐商用化。 市场前景 光纤喇曼放大器近年來备受人们关注，已成为开发的热点，根据美国CIBC World Market 公司的相关人士对光纤喇曼放大器（FRA）的市场状况的预测尽管预计最近一两年內光纤喇曼放大器还不会在陆地光缆系统中广泛应用，但其市场规模仍将从1999年的约330万美元猛增到2004年的7.5亿美元。 3 .一般光纤中喇曼放大的基本分析理论 3.1 引言 光纤宽带喇曼放大器以及光波分或频分复用通信系统中有一类系统具有以下特点：（1）参加SRS相互作用的光波或光信号是多波长或多信道的。比如光波分复用通信系统，其复用的信道数目前已超过100个；（2）信道间隔任意排列。即有相等信道间隔排列的系统，也有不等信道间隔排列的系统；（3）进入到光纤中的光信号是功率恒定的、不随时间变化的连续光。比如在相干光通信系统中，采用相移键控调制方式（PSK）的系统就属于这种情况。在这种系统中，光线中任意位置点处的信号光功率不随时间变化。我们把信号光功率不随时间变化的系统成为稳态系统；（4）所有信号光沿一个方向在光纤中传输。具有以上特点的系统称为多信道单向稳态系统，描述这种系统中的SRS理论称为光纤中多信道的单向SRS稳态分析理论。由于对于一般的传输光纤，无法给出解析分析理论，一般采用数值分析理论，把解析方法和数值分析方法结合起来分析SRS问题更能说明问题，这既能保证分析的准确性，又不失物理过程的明显性。另外，研究单向SRS稳态分析理论为研究瞬态分析理论奠定了基础。 本章中，我们主要介绍单模石英光纤多信道单向SRS稳态分析理论。我们从石英光纤的喇曼增益谱可以近似为线性谱线的特点出发，给出了等信道间隔时单向N信道SRS稳态分析理论，从此理论出发，又给出了多信道等间隔单向稳态系统的稳态分析理论。 3.2 单向波分复用光纤传输系统的稳态理论分析 波分复用是指一条光纤总统时传输具有不同波长的光载波，每个光载波又各自载荷一群不同的数字或模拟信号。在单向波分复用光纤通信系统中，来自不同光发射机的具有不同波长、各自载有信息信号的若干载波进入合波器，被耦合到同一条光纤中去，再经该光纤长距离传输，到达终端进入分波器，由其按波长将各载波分离，分别进入各自的光接收机。在光纤中，传输的复合调制光脉冲诱发的非线性效应主要有：受激喇曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）、四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)和交叉相位调制（XPM）。这些效应都会对系统 的传输速率、信号功率电平等产生影响，这里，我们专门研究受激的喇曼散射放 大过程，即受激喇曼散射，对其他效应不进行讨论。 3.2.1 理论模型与分析方法 图3-1是为N 信道单工波分复用单模光纤传输系统，以波长i λ（i=1,2,…… N ）为标志的第i 个信道中传输着信号光，本文安排信道按光波长递增的顺序排 列，即i λ>j λ(i.>j).为了分析方便，还有以下假设：只考虑SRS 的一阶Stokes 效 应，忽略其他高阶效应；信道宽度远小于信道间隔；信道光和SRS 散射光同处 于单模光纤中的同一个传输模式；各信号光在光纤中的线性衰减系数相同；忽略 自发Raman 散射带来的能量损失；不考虑群速度失配问题；不考虑除SRS 以外 的其他非线性效应带来的影响。 图3-1 N 信道单工波分复用单模石英 3.2.2 N 信道前向稳态SRS 耦合方程 在以上的假设下，N 信道前向SRS 耦合方程 1 ()[()]()N i ij j i j dn z r n z n z dz α==-+∑ i=1,2,……,n, (3-1) 式中，()i n z ，()j n z 为z 处i,j 信道中前向传输的光子通量（单位时间内垂直流过 分类号：O437 U D C：D10621-408-(2015)0922-0 密级：公开编号：34 成都信息工程大学 学位论文 拉曼光纤放大器的优化设计 论文作者姓名：唐洪 申请学位专业：电子科学与技术 申请学位类别：工学学士 指导教师姓名(职称)：何修军（副教授） 论文提交日期：2015年05月26日 拉曼光纤放大器的优化设计 摘要 拉曼光纤放大器(FRA)的工作原理是基于受激拉曼散射，是迄今为止唯一能在1270 nm到1670 nm的全波段上进行光放大的器件。本文主要介绍了FRA的发展历史和现状，受激拉曼散射效应基本原理，以及拉曼光纤放大器的工作原理。介绍了其系统构成，包括增益介质，泵浦源，无源器件，并且在其工作原理的基础上，对特性进行分析，包括增益，噪声，偏振相关性，温度等。根据对基本理论的的理解，运用optisystem软件优化仿真，对于优化仿真，本论文中做到的是通过对拉曼光纤放大器的阵列泵浦波长，泵浦功率，光纤有效作用面积，光纤长度的优化，达到增益的最大值。 关键词：拉曼光纤放大器；受激拉曼散射效应；优化仿真；阵列泵浦 Optimal Design of Raman Fiber Amplifier Abstract The Raman fiber amplifier's working principle is based on the stimulated Raman scattering, which is the only device that can be optically amplified in the full band of 1670 nm to 1270 nm. This paper introduced the history and current situation of the FRA, the basic principle of Raman scattering, and the working principle of Raman fiber amplifier. And its system structure, including the gain medium, pump source and passive components are introduced.On the basis of the working principle, the paper analyses its characteristics, including the gain, noise, polarization dependence, temperature, etc.According to the basic theory of the understanding,it is used optisystem software to optimize simulation. For optimize simulation, the paper is done by array pump's wavelength, power, the fiber area, fiber length optimized in order to achieve maximum gain. Key words: Raman fiber amplifier; stimulated Raman scattering; optimization simulation; array pump 前言：随着通信业务需求的飞速增长，对光纤传输系统的容量和无中继传输距离的要求越来越高。密集波分复用（DWDM）通信系统的速率和带宽不断提升，以10Gbit/s甚至更高速率为基础的密集波分复用系统必然成为主流的光传输系统。掺铒光纤放大器（EDFA）由于其增益平坦性等局限性，已经不能完全满足光通信系统发展的要求。而相对于掺铒光纤放大器，光纤拉曼放大器具有更大的增益带宽、灵活的增益谱区、温度稳定性好以及放大器自发辐射噪声低等优点，光纤拉曼放大器是唯一能在1292~1660nm的光谱上进行放大的器件。并且，拉曼散射效应在所有类型的光纤上都存在，与各类光纤系统具有良好的兼容性，包括已铺设和新建的各种光纤链路。 拉曼现象早在1928年就被Chandrasekhara Raman所发现，在此之后就有人提出了利用这种效应来实现光的放大。但在很长时间内拉曼光纤放大器未能获得广泛应用，甚至在EDFA出现后一度销声匿迹，关键原因在于缺乏合适的大功率泵浦激光器。由于EDFA的广泛应用，它所用的1480nm大功率泵浦激光器得到了深入的研究和开发，这就使拉曼放大器成为可能。 总体上说解决RFA泵浦源共有3个解决方案：一是大功率LD及其组合，其特点是工作稳定、与光纤耦合效率高、体积小、易集成，是最佳的选择；二是拉曼光纤激光器；三是半导体泵浦固体激光器。但后二者都存在稳定性及与光纤耦合的问题。 受激拉曼散射原理：在一些非线性介质中，高能量（高频率）的泵浦光散射，将一部分能量转移给另一频率的光束上，频率的下移量是分子的振动模式决定的。用量子力学可以作如下解释：一个高能量的泵浦光子入射到介质中，被一个分子吸收。电子先从基态跃迁至虚能级，虚能级的大小是由泵浦光的能量决定的。然后，虚能级电子在信号光的感应作用下，回到振动态的高能级，同时发出一个和信号光相同频率，相同相位，相同方向的光，我们称之为斯托克斯光子。从而进行信号光的放大。 拉曼光纤放大器相对于掺铒光纤放大器有明显不同：（1）理论上只要有合适的拉曼泵浦源，就可以对光纤窗口内任一波长的信号进行放大，因此它具有很宽的增益谱；（2）可以利用传输光纤本身作增益介质，此特点使光纤拉曼放大器可以对光信号的放大构成分布式放大，实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通讯等不方便建立中继站的场合；（3）可以通过调整各个泵浦的功率来动态调整信号增益平坦度；（4）具有较低的等效噪声指数，此特点使其与常规的掺铒光纤放大器混合使用时可大大降低系统噪声指数。光纤拉曼放大器的性能决定了它在未来高速、大容量光纤通信系统中将发挥关键作用。 除了上述优点以外，拉曼光纤放大器也存在一些缺点，比如：所需的泵浦光功率高，分立式要几瓦到几十瓦，分布式要几百毫瓦；作用距离长，分布式作用距离要几十至上百千米，只适合于长途干线网的低噪声放大；泵浦效率低，一般为（10～20）%；增益不高，一般低于15dB；高功率泵浦输出很难精确控制；增益具有偏振相关特性；信道之间发生能量交换,引起串音。 拉曼光纤放大器主要应用 （1）提高系统容量。传输速率不变的情况下，可通过增加信道复用数来提高系统容量。开辟新的传输窗口是增加信道复用数的途径，拉曼光纤放大器的全波段放大恰好满足要求。分布式拉曼光纤放大器的低噪声特性可以减小信道间隔，提高光纤传输的复用程度，提高传输容量。 （2）拓展频谱利用率和提高传输系统速率。拉曼光纤大器的全波段放大特性使得它可以工作在光纤整个低损耗区，极大地拓展了频谱利用率，提高了传输系统速率。分布式拉曼光纤放大器是将现有系统的传输速率升级到40 Gbit/s的关键器件之一。拉曼光纤放大器已广泛应用于光纤传输系统中，特别是超长跨距的光纤传输系统，如跨海光缆，陆地长距离光纤干线等。 （3）增加无中继传输距离。无中继传输距离主要是由光传输系统信噪比决定的，分布式拉曼光纤放大器的等效噪声指数极低（-2～0dB），比EDFA的噪声指数低4.5dB，利用分布式拉曼光纤放大器作前置放大器可明显增大无中继传输距离。 几种常见的光放大器的比较 ————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期: 对几类放大器的认识 在DWＤM系统中,特别是超远距离的传输中,由于不可避免的存在光纤信号功率的损失和衰减，所以补偿是必要的。现在常用的放大器有掺铒光纤放大器(EＤFＡ）,拉曼放大器（ＦRA),半导体激光放大器(SOＡ),光纤参量放大器(ＯPA)。现就这几类放大器的工作原理和特殊情况做一下说明。 1)掺铒光纤放大器(EDＦA） EDFA（Erbiur Ｄｏpeｄ Fｉber Amplifeｒ)是光纤放大器中具有代表性的一种。由于EDFA工作波长为１５5０nm,与光纤的低损耗波段一致且其技术已比较成熟，所以得到广泛应用。掺铒光纤是EDFＡ的核心原件，它以石英光纤作基质材料,并在其纤芯中掺入一定比例的稀土原素铒离子（Eｒ３+)。当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时,Ｅr3+从低能级被激发到高能级,由于Eｒ3+在高能级上寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较高能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。由于这两个能级之间的能量差正好等于1550ｎm 光子的能量，所以只能发生１550ｎm光的受激辐射，也只能放大1５50nm的光信号。 EＤFA的组成: 工作原理图: 那么，ＥDFA的输出公路车是如何控制的呢？ 一般来说,EＤFA的输出功率与输入信号光强度，铒纤的长度以及泵浦光的强度。 在EＤＦA使用的过程中,一般要控制好EＤFA的平坦增益，那么不平坦的增益和平坦增益有什么区别呢？ 平坦的输出增益会使ＥDFA放大的输出功率得到一个稳定的信号增益。 如何控制增益?增益的控制室有2种选择的,一种是掺金属元素,另外一种是GFF定制，所谓的掺金属元素是值得是掺杂金属铝元素。 型号：BT440C编制：文件编号： ZD-BT440C-1.2 文件名：前规光电调整简易说明校对： 客户:秋山服务网点批准：修改版本： 01 页码： 1 KEYENCE(FS-V33)光纤放大器简易说明： 一、零件名称： 部件简易功能： 1通道1输出指示：通道1检测值大于设定值时信号输出灯亮。 2通道2输出指示：通道2检测值大于设定值时信号输出灯亮。 3设定按钮：设定灵敏度和其他功能设定。 4设定值显示：功能显示和设定值显示。(浅绿色) 5检测值显示：显示检测值和功能显示。(红色) 6灵敏度调整按钮：修改设置值和选项切换。 7模式按钮：模式选择。 8输出选择钮：输出方式选择。 9通道选择开：通道1，2输出选择开关。(应选择1上图为选择2) 二、放大器上设置灵敏度： (一)两点校准 该模式中，使用的设定值将是有无纸张时获得的两个检测值的平均值。 1在前规检测处没有纸时，按3“设定按钮”显示“set”，（见下图）。 型号：BT440-C编制：文件编 号：ZD-BT440-C1.2 文件名：前规光电调整简易说明校对： 客户:秋山服务网点批准：修改版 本： 01 页码： 2 2在前规检测处有纸时,再按3“设定按钮”5"检测值"会增加，并显示设定值。 (二)最大灵敏度 1在不放置纸张时，按3“设定按钮”至少3秒钟显示“set”，（见下图）。 2 “set”不停闪烁时松开3“设定按钮”即可。 三、触摸屏上设置灵敏度： 在光电光纤显示画面中按“前规设定”按钮，弹出前规检测设画面。 (一)单个设定：一个前规设定。 1在前规检测处没有纸时，根据要设置的检测点，按相应“设置”按钮。 2在前规检测处有纸时，根据要设置的检测点，按相应“设置”按钮。 (二)整体设定：L 侧和R 侧同时前规设定。 1在前规检测处没有纸时，按“全体设置”按钮。 2在前规检测处有纸时，按“全体设置”按钮。 四、当出现错误显示ErE(内部数据错误)需要执行初始化设置 （一般不操作） 1、按8“输出选择钮”同时按3“设定按钮”至少5秒钟。（见下图） 号： 文件名：前规光电调整简易说明 校对： 客户:秋山服务网点 批准： 修改版本： 01 页码： 3 主要分析了泵浦光之间的受激拉曼散射，信号光之间的受激拉曼散射，泵浦光的个数，泵浦光功率以及泵浦光波长对拉曼增益曲线平坦度的影响。 一、受激拉曼散射对拉曼增益的影响 当泵浦光在光纤内传输时，不同的泵浦光之间会产生受激拉曼散射效应，即短波长泵浦光会对长波长泵浦光产生拉曼放大。因此，长波长泵浦光会从短波长泵浦光处获取能童，使得长波长信号光的拉曼增益明显增大。同样，在信号光之间也存在着受激拉曼散射作用，长波长信号光会吸收短波长信号光的能量而被放大。 建立如下图1所示的仿真模型，仿真分析了5路后向泵浦功率沿光纤的传输演化。在光纤的末端，每路泵浦光的入纤功率都是100mw，但是经过50km光纤传输后，各自功率的演化呈现不同的趋势。波长最长的泵浦(1495nm)得到了拉曼增益，而波长最短的泵浦(1420nm)衰减的最快。产生这一现象的原因就是受激拉曼散射导致能量由短波长泵浦向长波长泵浦发生传递。 在相同的泵浦参数下，考虑泵浦与泵浦之间和信号与信号之间的受激拉受散射效应后，拉曼增益曲线也会受到一定的影响。图2所示为5路泵浦光作用下对1556.78nm-1591.98nm波长范围内44路信号光进行放大时，泵浦间、信号间受激拉受散射对拉曼增益曲线的影响。 图1 仿真模型 （a）输入光纤前的泵浦光 （b）输入的44路信号光 （c）放大后的44路信号光 图2 输入的信号光、泵浦光和放大后的信号光波形图 二、泵浦源功率对拉曼增益的影响 对于给定的拉曼增益值，所需的泵浦功率与诸多因素有关，如拉曼增益系数、光纤的类型和长度、偏振的影响等。为了合理的比较功率分布对拉曼增益的影响，应该保证泵浦源的个数、波长、输入总功率以及其它参数均相同。我们选用波长分别为1420nm、1435mn、1450nm、1465nm和1495nm的5路后向泵浦光，总的泵浦输入功率为340mw，对不同泵浦输入功率的情况进行了模拟，如图3所示。合理配置泵浦功率后得到的增益曲线如图4所示，功率分别为60w、80w、 45mw、50mw和105mw。 拉曼光纤放大器的发展现状 拉曼光纤放大器是密集波分复用（DWDM）通信系统的重要组成部分，因此研究如何提升FRA的各项性能成为DWDM通信系统中的一项重要内容。综述了拉曼光纤放大器国内外的研究和发展现状，介绍了国内外多款光纤拉曼放大器的产品性能特点。最后，展望了光纤拉曼放大器的发展趋势。 标签：光纤拉曼放大器；密集波分复用；增益平坦；偏振相关增益；带宽 Abstract：Raman fiber amplifier is an important part of dense wavelength division multiplexing （DWDM）communication system，so how to improve the performance of FRA becomes an important part of DWDM communication system. The research and development of Raman fiber amplifiers at home and abroad are reviewed，and the performance characteristics of many kinds of optical Raman fiber amplifiers at home and abroad are introduced. Finally，the development trend of Raman fiber amplifier is prospected. Keywords：Raman fiber amplifier；dense wavelength division multiplexing；gain flatness；polarization dependent gain；bandwidth 引言 隨着全球网络化、社会信息化的快速发展，人们对光纤通信系统的传输速率和容量的需求越来越高，而密集波分复用（DWDM）技术以其能够更加充分地利用光纤的巨大资源的优势，从而得以快速发展。拉曼光纤放大器（Raman Fiber Amplifier，RFA）由于其具有任意工作波长、宽带增益、分布式放大等优良特性，已经成为了DWDM通信系统的关键技术和重要器件之一。为了保证WDM 系统的传输质量，波分复用系统中使用的光纤放大器应具备有足够的带宽、低噪声系数和高输出功率、低偏振相关以及能够控制放大器的增益平坦度等相关特性。因此，针对RFA的相关特性的研究也成为了近年来研究光纤拉曼放大器的热点和方向。基于上述技术背景，本文总结了近年来国内外光纤拉曼放大器的研究和发展，并介绍了国内外光纤拉曼放大器的产品以及其相关特性参数。 1 光纤拉曼放大器的发展和研究现状 拉曼光纤放大器的基本原理是利用光纤中的非线性效应（Raman散射效应）实现光信号的放大。与其他不同类型的光放大器相比，拉曼光纤放大器具有诸多优点：（1）和EDFA有很大不同，RFA不需要特殊的增益介质，只要普通的传输光纤即可实现光信号放大，这样便可以很好地实现分布式放大、对光纤放大系统进行直接扩容升级、合理地利用光纤的低损耗窗口等相关改善。（2）拉曼放大器的增益光波长取决于泵浦光的波长，理论上只要选择合适的泵浦光的波长，就可以放大任意光信号波段，进而实现全波段的拉曼放大。（3）光纤的拉曼增益具有比较宽的频带，如果采用多波长泵浦方式的光纤拉曼放大器，就可以获得大于 掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器分析和比较摘要：光放大器技术是新一代光纤通信系统中一项必不可少的关键技术，目前几种主要的光放大器技术在工程应用中各有所长。此文介绍了光放大器技术的基本原理，并对现有主要几种光放大器技术在性能、应用和发展方向上进行了比较。 关键词：掺铒光纤放大器；光纤拉曼放大器 0、综述 20世纪90年代以来，Internet的普及发展和各种信息(如语音、图像、数据等)业务的快速增长，人们对现代通信系统提出了更高的要求。在市场需求的大力推动下，通信技术取得了长足的进步，其中光纤通信技术脱颖而出，以其高速优质的特点，一跃成为当今长距离、大容量传输干线的主流技术。但由于光纤损耗和非线性的影响，无中继传输距离成为制约系统容量和速率的瓶颈，而中继放大技术成了光通信领域的关键技术之一。传输系统中的光纤损耗使信号随传输距离呈指数衰减，极大地限制了通信传输跨距和网络的可扩展性，因此必须在通信线路上设置中继器对信号进行再生放大。在光放大器没有出现之前，光纤传输系统普遍采用光－电－光(OEO)的混合中继器，但这种中继方式存在“电子瓶颈”现象，在很大程度上限制了传输速率的提高，而且价格昂贵、结构复杂。20世纪80年代出现的光放大器技术具有对光信号进行实时、在线、宽带、高增益、低噪声、低功耗以及波长、速率和调制方式透明的直接放大功能，是新一代光纤通信系统中不可缺少的关键技术。此技术既解决了衰减对光网络传输距离的限制，又开创了1550nm波段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实，是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑（1）。又由于此技术与调制形式和比特率无关，因而在光纤通信系统中得到了广泛应用。 1、光放大器分类及原理 光放大器(OA)一般由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成，其作用就是对复用后的光信号进行光放大，以延长无中继系统或无再生系统的光缆传输距离。一个好的光放大器应具有输出功率高、放大带宽宽、噪声系数低、增益谱平坦等特性。光放大器主要分为光纤型放大器（FA）和半导体放大器（SOA）两大类，其中光纤型放大器（FA）还可再分为掺稀土光纤放大器和常规光纤放大器，具体分类详见图1（2）.本文中，仅对掺铒光纤放大器(EDFA)和光纤拉曼放大器(FRA)作以介绍和分析。 光纤放大器E3X-HD 系列 形状连接方式型号 NPN输出PNP输出 导线接出型(2m) E3X-HD11 2M E3X-HD41 2M 省配线接插件E3X-HD6E3X-HD8 M8接插件E3X-HD14E3X-HD44 传感器通信单元用接插件E3X-HD0 导线接出型(2m) E3X-HD10E3X-HD10-V 导线接出型(2m) E3X-HD11 E3X-HD11-FCN 传感器通信单元 通信方式形状适用光纤放大器型号型号 CompoNet E3X-HD0 E3X-MDA0 E3X-DA0-S E3X-CRT EtherCAT E3X-ECT 附件（另售） 省配线接插件（省配线接插件型必需） 光纤放大器不附带，请务必订购。※附带保护膜 种类形状导线长度芯线数型号 母接插件 2m 3线E3X-CN11资接插件1线E3X-CN12传感器I/O接插件（M8接插件型必需） 光纤放大器不附带，请务必订购。※附带保护膜 形状导线长度芯线数型号 2m 4线XS3F-M421-402-A 5m XS3F-M421-405-A 2m XS3F-M422-402-A 5m XS3F-M422-405-A 安装支架 放大器不附带，请根据需要进行订购。 形状型号数量 E39-L143 1 DIN导轨 放大器不附带，请根据需要进行订购。 形状种类型号数量 浅型/全长1m PFP-100N 1 浅型/全长0.5m PFP-50N 深型/全长1m PFP-100N2 终端板 在传感器通信单元中附带1组（2个）。 放大器不附带，请根据需要进行订购。 形状型号数量 PFP-M 1 信息更新: 2013年3月29日 免维护 免维护，长期稳定检测【智能功率控制】 针对LED常年老化造成的投光量降低及脏污等导致的受光量降低现象，通过智能功率控制功能，自动感知并保持最佳检测状态。环境适应性强，免维护。 光纤通信技术—光纤放大器 光导纤维通信简称光纤通信，原理是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。实际应用中的光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。光纤放大器不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件。 名称：光纤放大器 关键字：光纤放大器 EDFA 半导体放大器光纤曼放大器 摘要：光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果，它大大地促进了光复用技术、光弧子通信以及全光网络的发展。顾名思义，光放大器就是放大光信号。在此之前，传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换，即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器主要有3种：光纤放大器、拉曼放大器、半导体光放大器。光纤放大器就是在光纤中掺杂稀土离子（如铒、镨、铥等）作为激光活性物质。每一种掺杂剂的增益带宽是不同的；掺铥光纤放大器的增益带是S波段；掺镨光纤放大器的增益带在1310nm附近。而喇曼光放大器则是利用喇曼散射效应制作成的光放大器，即大功率的激光注入光纤后，会发生非线性效应?喇曼散射。在不断发生散射的过程中，把能量转交给信号光，从而使信号光得到放大。由此不难理解，喇曼放大是一个分布式的放大过程，即沿整个线路逐渐放大的。其工作带宽可以说是很宽的，几乎不受限制。这种光放大器已开始商品化了，不过相当昂贵。半导体光放大器（S0A）一般是指行波光放大器，工作原理与半导体激光器相类似。 1.引言 无线光通信是以激光作为信息载体，是一种不需要任何有线信道作为传输媒介的通信方式。与微波通信相比，无线光通信所使用的激光频率高，方向性强(保密性好)，可用的频谱宽，无需申请频率使用许可；与光纤通信相比，无线光通信造价低，施工简便、迅速。它结合了光纤通信和微波通信的优势，已成为一种新兴的宽带无线接人方式，受到了人们的广泛关注。但是，恶劣的天气情况，会对无线光通信系统的传播信号产生衰耗作用。空气中的散射粒子，会使光线在空问、时间和角度上产生不同程度的偏差。大气中的粒子还可能吸收激光的能量，使信号的功率衰减，在无线光通信系统中光纤通信系统低损耗的传播路径已不复存在。大气环境多变的客观性无法改变，要获得更好更快的传输效果，对在大气信道传输的光信号就提出了更高的要求，一般地，采用大功率的光信号可以得到更好的传输效果。随着光纤放大器(EDFA)的迅速发展，稳定可靠的大功率光源将在各种应用中满足无线光通信的要求。 2.光纤放大器的发展方向 由于超高速率、大容量、长距离光纤通信系统的发展，对作为光纤通信领域的关键器件——光纤放大器在功率、带宽和增益平坦方面提出了新的要 各种放大器及它们的特点 1.通用型集成运算放大器 通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型属低增益运算放大器，Ⅱ型属中增益运算放大器，Ⅲ型为高增益运算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。 2.高精度集成运算放大器 高精度集成运算放大器是指那些失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小到几微伏，温度漂移小到几十微伏每摄氏度。 3.高速型集成运算放大器 高速型集成运算放大器的输出电压转换速率很大，有的可达2~3kV/μS。 4.高输入阻抗集成运算放大器 高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大，输入电流非常小。这类运算放大器的输入级往往采用MOS管。 5.低功耗集成运算放大器 低功耗集成运算放大器工作时的电流非常小，电源电压也很低，整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。 6.宽频带集成运算放大器 宽频带集成运算放大器的频带很宽，其单位增益带宽可达千兆赫以上，往往用于宽频带放大电路中。 7.高压型集成运算放大器 一般集成运算放大器的供电电压在15V以下，而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。 8.功率型集成运算放大器 功率型集成运算放大器的输出级，可向负载提供比较大的功率输出。 9.光纤放大器 光纤放大器不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件；由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制，更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用（WDM）、密集波分复用（DWDM）、全光传输、光孤子传输等成为现实，是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器（EDFA）、半导体光放大器（SOA）和光纤拉曼放大器（FRA）等，其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统（雷达多路数据复接、数据传输、制导等）等领域，作为功率放大器、中继放大器和前置放大器。 光纤放大器一般都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。目前光纤放大器主要有掺铒光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种，根据其在光纤网络中的应用，光纤放大器主要有三种不同的用途：在发射机侧用作功率放大器以提高发射机的功率；在接收机之前作光预放大器以极大地提高光接收机的灵敏度；在光纤传输线路中作中继放大器以补偿光纤传输损耗，延长传输距离。 DWDM系统拉曼放大器的原理及应用 华为技术有限公司 版权所有侵权必究 修订记录 目录 1前言 (5) 2拉曼放大器原理 (5) 2.1受激拉曼散射概念 (5) 2.2受激拉曼散射的应用 (5) 2.3拉曼放大器的分类 (6) 2.4拉曼放大器的特点 (7) 3拉曼放大器的应用 (8) 3.1拉曼放大器的特性 (8) 3.1.1 2.2 拉曼放大器在DWDM中的应用 (9) 4工程中应用注意事项 (10) 4.1端面要保持清洁 (10) 4.2光缆性能保证 (11) 4.3其他注意事项 (11) 关键词： 拉曼放大器 摘要： 本资料详细描述了拉曼放大器基本理论及在DWDM系统中的应用。缩略语清单： 无。 参考资料清单： 无。 DWDM系统拉曼放大器的原理及应用 1 前言 近年来，随着数据通信和INTERNET的发展，密集波分复用通信系统的带宽 需求不断提高，拉曼放大器作为DWDM系统中的关键技术，已经成为光纤通 信领域研究的热点。由于其具有极宽的增益带宽，极低的噪声系数，拉曼放 大器在超大容量高速长距离DWDM系统中得到广泛的应用，可以大幅度提升 现有光纤系统的容量，增加无电再生中继的传输距离，降低系统的成本。EDFA 和拉曼放大器的有机结合，是目前的通信系统中比较成熟的一种方式。 2 拉曼放大器原理 2.1 受激拉曼散射概念 在常规光纤传输系统中，由于光功率并不大，因此光纤主要呈现线性传输特 性。然而随着光纤放大器的应用，光纤在一定条件下开始呈现出非线性特性， 并最终成为限制系统性能的因素之一。受激拉曼散射就是非线性效应中的一 种。 当一定强度的光入射到光纤中时会引起光纤材料的分子振动，进而调制入射 光强，产生间隔恰好为分子振动频率的边带。低频边带称斯托克斯线，高频 边带称反斯托克斯线，前者强度较高。这样，当两个恰好频率间隔为斯托克 斯频率的光波同时入射到光纤时，低频波将获得光增益；高频波将衰减，其 能量转移到低频段上，这就是受激拉曼散射（SRS）。 由于受激拉曼散射SRS激发的是光频支声子，其产生的拉曼频移量一般在 100GHz~200GHz，且门限值较大，在1550nm处约为27dBm，一般情况下 不会发生。但对于WDM系统，随着传输距离的增长和复用的波数的增加， EDFA放大输出的光信号功率会接近27dBm，SRS产生的机率会增加。 2.2 受激拉曼散射的应用 高强度电磁场中任何电介质对光的响应都会变成非线性，光纤也不例外。受 激拉曼散射（SRS）是光纤中一个很重要的三阶非线性过程。它可以看作是 介质中分子振动对入射光（泵浦光）的调制，从而对入射光产生散射作用。 假设入射光的频率为ωl，介质的分子振动频率为ωv，则散射光的频率为： 光纤放大器的调节方法 无线光通信是以激光作为信息载体，是一种不需要任何有线信道作为传输媒介的通信方式。与微波通信相比，无线光通信所使用的激光频率高，方向性强(保密性好)，可用的频谱宽，无需申请频率使用许可;与光纤通信相比，无线光通信造价低，施工简便、迅速。它结合了光纤通信和微波通信的优势，已成为一种新兴的宽带无线接人方式，受到了人们的广泛关注。但是，恶劣的天气情况，会对无线光通信系统的传播信号产生衰耗作用。空气中的散射粒子，会使光线在空间、时间和角度上产生不同程度的偏差。大气中的粒子还可能吸收激光的能量，使信号的功率衰减，在无线光通信系统中光纤通信系统低损耗的传播路径已不复存在。大气环境多变的客观性无法改变，要获得更好更快的传输效果，对在大气信道传输的光信号就提出了更高的要求，一般地，采用大功率的光信号可以得到更好的传输效果。随着光纤放大器(EDFA)的迅速发展，稳定可靠的大功率光源将在各种应用中满足无线光通信的要求。 1 、EDFA的原理及结构 掺铒光纤放大器(EDFA)具有增益高、噪声低、频带宽、输出功率高、连接损耗低和偏振不敏感等优点，直接对光信号进行放大，无需转换成电信号，能够保证光信号在最小失真情况下得到稳定的功率放大。 1.1、EDFA的原理 在掺铒光纤中注入足够强的泵浦光，就可以将大部分处于基态的Er3+离子抽运到激发态，处于激发态的Er3+离子又迅速无辐射地转移到亚稳态。由于Er3+离子在亚稳态能级上寿命较长，因此很容易在亚稳态与基态之间形成粒子数反转。当信号光子通过掺铒光纤时，与处于亚稳态的Er3+离子相互作用发生受激辐射效应，产生大量与自身完全相同的光子，这时通过掺铒光纤传输的信号光子迅速增多，产生信号放大作用。Er3+离子处于亚稳态时，除了发生受激辐射和受激吸收以外，还要产生自发辐射(ASE)，它造成EDFA的噪声。 1.2、EDFA的结构 典型的EDFA结构主要由掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、隔离器等组成。掺铒光纤是EDFA的核心部件。它以石英光纤作为基质，在纤芯中掺人固体激光工作物质铒离子，在几米至几十米的掺铒光纤内，光与物质相互作用而被放大、增强。光隔离器的作用是抑制光反射，以确保放大器工作稳定，它必须是插入损耗低，与偏振无关，隔离度优于40 dB。 1.3 、EDFA的特性及性能指标 增益特性表示了放大器的放大能力，其定义为输出功率与输入功率之比： 式中：Pout,Pin分别表示放大器输出端与输入端的连续信号功率。增益系数是指从泵浦光源输入1 mW 泵浦光功率通过光纤放大器所获得的增益，其单位为dB/mW： 拉曼光纤放大器 学号：11007990831 姓名：杨帆 摘要:拉曼光纤放大器因其特有的在线、宽带、低噪声等特点而越来越被人们关注,是一种非常适合下一代超大容量、超长距离密集波分复用系统(DWDM)的光纤放大器。介绍拉曼光纤放大器的原理,分析拉曼光纤放大器应用和最新进展,并探讨拉曼光纤放大器研究两个方面。 关键词:光纤放大器;受激拉曼散射;研究进展 引言 随着通信业务需求的飞速增长，对光纤传输系统的容量和无中继传输距离的要求越来越高。密集波分复用（DWDM）通信系统的速率和带宽不断提升，以10Gbit/s甚至更高速率为基础的密集波分复用系统必然成为主流的光传输系统。掺铒光纤放大器（EDFA）由于其增益平坦性等局限性，已经不能完全满足光通信系统发展的要求。而相对于掺铒光纤放大器，光纤拉曼放大器具有更大的增益带宽、灵活的增益谱区、温度稳定性好以及放大器自发辐射噪声低等优点，光纤拉曼放大器是唯一能在1292~1660nm的光谱上进行放大的器件。并且，拉曼散射效应在所有类型的光纤上都存在，与各类光纤系统具有良好的兼容性，包括已铺设和新建的各种光纤链路。 拉曼现象早在1928年就被Chandrasekhara Raman所发现，在此之后就有人提出了利用这种效应来实现光的放大。但在很长时间内拉曼光纤放大器未能获得广泛应用，甚至在EDFA出现后一度销声匿迹，关键原因在于缺乏合适的大功率泵浦激光器。由于EDFA的广泛应用，它所用的1480nm大功率泵浦激光器得到了深入的研究和开发，这就使拉曼放大器成为可能。 拉曼光纤放大器原理 拉曼光纤放大器的工作原理是基于石英光纤中的受激拉曼散射效应，在形式上表现为处于泵浦光的拉曼增益带宽内的弱信号与强泵浦光波同时在光纤中传输,从而使弱信号光即得到放大。其工作原理示意如图1所示。 泵浦光子入射到光纤,光纤中电子受激并从基态跃迁到虚能级,然后 光纤通信原理论文 浅谈掺铒光纤放大器 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。从20世纪80年代后期开始，掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。 光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件。在使用光纤的通信系统中，不需将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。 掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器)是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。掺铒光纤放大器的工作原理： 掺铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤（长约10-30m）和泵浦光源组成。其工作原理是：掺铒光纤在泵浦光源（波长980nm或1480nm）的作用下产生受激辐射，而且所辐射的光随着输入光信号的变化而变化，这就相当于对输入光信号进行了放大。研究表明，掺铒光纤放大器通常可得到15-40db的增益，中继距离可以在原来的基础上提高100km以上。那么，人们不禁要问：科学家们为什么会想到在光纤放大器中利用掺杂铒元素来提高光波的强度呢？我们知道，铒是稀土元素的一种，而稀土元素又有其特殊的结构特点。长期以来，人们就一直利用在我学器件中掺杂稀土元素的方法，来改善光学器件的性能，所以这并不是一个偶然的因素。另外，为什么泵浦光源的波长选在980nm或1480nm呢？其实，泵浦光源的波长可以是520nm、650nm、980nm、和1480nm，但实践证明波长980nm的泵浦光源激光效率最高，次之是波长1480nm的泵浦光源。 掺铒光纤放大器的基本结构： EDFA的基本结构，它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤，芯径3-5微米，掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或两个方向(双向泵浦)传播。当信号光与泵光同时注入到铒光纤中时，铒离子在泵光作用下激发到高能级上，三能级系统)，并很快衰变到亚稳态能级上，在入射信号光作用下回到基态时发射对应于信号光的光子，使信号得到放大。其放大的自发发射(ASE)谱，带宽很大(达20-40nm)，且有两个峰值，分别对应于1530nm和1550nm。 掺铒光纤放大器的优点： 1.掺铒光纤的放大区域恰好与单模光纤的最低损耗区域相重合。那么，被掺铒光纤放大器放大的光在光纤中的传输损耗小，能传输比较远的距离。 2.对数字信号的格式及数据率“透明”。 单模光纤损耗谱和掺饵光纤放大器的增益谱 3.放大频带宽，能在同一根光纤中传输几十甚至上百个信道。 4.噪声指数低，接近量子极限，意味着可级联多个放大器。 5.增益饱和的恢复时间长，各个信道间的串扰极小。 掺铒光纤放大器的分类： 毕业设计（论文）报告 题目掺铒光纤放大器的原理与应用 系别尚德光伏学院 专业应用电子技术（光电子技术方向）班级0903 学生姓名刘钰华 学号090264 指导教师 2012年4 月 掺铒光纤放大器的原理与应用 摘要:光纤通信就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。光纤通信具有通信容量大、传输速率高、使用寿命长,等诸多特点。因而得到了普遍的应运，其中光放大器是光纤系统中的重要组成部分。光纤放大器（简写OFA）是指运用于光纤通信线路中，实现信号放大的一种新型全光放大器。 本论文介绍了掺铒光纤放大器(简写EDFA)的相关理论。首先对光纤放大器的种类进行大致的简介，其次阐述了掺铒光纤放大器的历史和发展，以及对掺铒光纤放大器工作原理进行了介绍。重点关注了掺铒光纤放大器在现代光纤通信系统中的应运。 关键字：光纤、光纤通信、掺铒光纤放大器、应运 Principles and applications of the erbium-doped fiber amplifier Abstract：Optical Fiber Communication, is the use of optical fiber to transmit light waves carry information in order to achieve the purpose of communication. Large capacity optical fiber communication with the communication, transmission rate, long life and many other features. And so it generally should be shipped, in which optical fiber amplifier is an important component of the system. Fiber amplifier is used in optical fiber communication lines. A new type of signal amplification to achieve all-optical amplifiers. 第七章光放大器 复习思考题答案 1．光放大器在光纤通信中有哪些重要用途？ 答：（1）利用光放大器代替原有的光电光再生中继器，能够大幅度延长系统传输距离。 （2）在波分复用系统中，它一方面可以同时实现多波长的低成本放大，另一方面，可以补偿波分复用器，波分解复用器、光纤光缆等无源器件带来的损耗。 （3）光放大器在接入网中使用，可以补偿由于光分支增加带来的损耗，使得接入网服务用户增加，服务半径扩大。 （4）光孤子通信必须依靠光放大器放大光信号，使光脉冲能量大到可以在光纤中满足孤子传输条件，从而实现接近无穷大距离的电再生段传输。 （5）光放大器在未来的光网络中必将发现越来越多的新用途。 2．光放大器按原理可分为几种不同的类型？ 答：光放大器按原理不同大体上有三种类型。 （1）掺杂光纤放大器，就是将稀土金属离子掺于光纤纤芯，稀土金属离子在泵浦源的激励下，能够对光信号进行放大的一种放大器。 （2）传输光纤放大器，就是利用光纤中的各种非线性效应制成的光放大器。 （3）半导体激光放大器，其结构大体上与激光二极管（Laser Diode，LD）相同。如果在法布里－派罗腔（Fabry-Perot cavity，F-P）两端面根本不镀反射膜或者镀增透膜则形成行波型光放大器。半导体光放大器就是行波光放大器。 3．光放大器有哪些重要参数？ 答：光放大器参数主要有（1）增益；（2）增益带宽；（3）饱和输出光功率；（4）噪声指数。 4．简述掺杂光纤放大器的放大原理。 答：在泵浦源的作用下，掺杂光纤中的工作物质粒子由低能级跃迁到高能级，得到了粒子数反转分布，从而具有光放大作用。当工作频带范围内的信号光输入时，信号光就会得到放大，这就是掺杂光纤放大器的基本工作原理。只是掺杂光纤放大器细长的纤形结构使得有源区能量密度很高，光与物质的作用区很长，有利于降低对泵浦源功率的要求。 5．EDFA有哪些优缺点？ 答：EDFA之所以得到迅速的发展，源于它的一系列优点： （1）工作波长与光纤最小损耗窗口一致，可在光纤通信中获得广泛应用。 （2）耦合效率高。因为是光纤型放大器，易于与光纤耦合连接，也可用熔接技术与传输光纤熔接在一起，损耗可降至0.1dB，这样的熔接反射损耗也很小，不易自激。 （3）能量转换效率高。激光工作物质集中在光纤芯子，且集中在光纤芯子中的近轴部分，而信号光和泵浦光也是在近轴部分最强，这使得光与物质作用很充分。 （4）增益高，噪声低。输出功率大，增益可达40dB，输出功率在单向泵浦时可达14dBm，双向泵浦时可达17dBm，甚至可达20dBm，充分泵浦时，噪声系数可低至3~4dB，串话也很小。 （5）增益特性不敏感。首先是EDFA增益对温度不敏感，在100 C内增益特性保持稳定，另外，增益也与偏振无关。 拉曼光纤放大器（Raman） 1．拉曼光放大器的工作机理 所谓拉曼光纤放大器，就是巧妙地利用拉曼散射能够向较长波长的光转移能量的特点，适当选择泵浦光的发射波长与泵浦输出功率，从而实现对光功率信号的放大。 所谓拉曼散射效应，是指当输入到光纤中的光功率达到一定数值时（如500mw 即 27dBm以上），光纤结晶晶格中的原子会受到震动而相互作用，从而产生散射现象；其结果将较短波长的光能量向较长波长的光转移。 拉曼散射作为一种非线性效应本来是对系统有害的，因为它将较短波长的光能量转移到较长波长的光上，使WDM系统的各复用通道的光信号出现不平衡；但巧妙地利用它可以使泵浦光能量向在光纤中传输的光信号转移，实现对光信号的放大。 由于拉曼光放大器被放大光的波长主要取决于泵浦光的发射波长，所以适当选择泵浦光的发射波长，就可以使其放大范围落入我们所希望的光波长区域。如选择泵浦光的发射波长为1240nm时，可对1310nm波长的光信号进行放大；选择泵浦光的发射波长为1450nm时，可对1550nm波长C波段的光信号进行放大；选择泵浦光的发射波长为1480nm时，则可对1550nm波长L波段的光信号进行放大等。 一般原则是，[url=https://www.wendangku.net/doc/4819071207.html,/]魔兽sf[/url]泵浦光的发射波长低于要放大的光波长70 ~100nm。如图3.3.6所示。 图3.3.6：泵浦光波长与拉曼放大光波长的关系 2．拉曼光纤放大器的优缺点 （1）．优点 ①．极宽的带宽 拉曼光纤放大器具有极宽的增益频谱，在理论上它可以在任意波长产生增益。 当然，一者要选择适当的泵浦源；二者在如此宽的波长范围内，其增益特性可能不是非常平坦的。拉曼光纤放大器的优化设计
拉曼光纤放大器原理和性能分析与进展
几种常见的光放大器的比较
FS-V33光纤放大器说明书
拉曼放大器.doc
拉曼光纤放大器的发展现状
掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器分析和比较
E3X-HD10光纤放大器
光纤通信技术—光纤放大器概要
各种放大器及它们的特点
DWDM系统拉曼放大器的原理及应用
光纤放大器的调节方法
拉曼光纤放大器
光纤通信原理论文
(完整版)掺铒光纤放大器的原理与应用毕业设计
光纤通信课后习题解答-第7章光放大器参考题答案
拉曼放大器