拉曼光纖放大器

　　拉曼光纖放大器的原理是基于光纖中的非線性效應(yīng)：受激拉曼散射（SRS）。拉曼現(xiàn)象早在1928年就被Chandrasekhara Raman爵士所發(fā)現(xiàn)。目前對SRS效應(yīng)的研究已形成一套比較完整的理論體系。在早期單模光纖中首先測得了石英光纖中的拉曼增益系數(shù)，其增益譜的典型特征是具有較寬的帶寬，可在很寬的范圍內(nèi)獲的拉曼增益。對于一定的拉曼增益，輸出端的拉曼散射光強(qiáng)與泵浦光功率和光纖長度成正比，與光纖芯徑成反比。對于光纖中的拉曼效應(yīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，泵浦光與斯托克斯色散光的偏振方向?qū)^程影響很大，當(dāng)使用長光纖時(shí)，由于泵浦光與斯托克斯光無法實(shí)現(xiàn)同方向偏振方向傳輸，將使拉曼閾值成倍地上升。

　　拉曼光纖放大器相對于摻鉺光纖放大器有明顯不同：

　?。?）理論上只要有合適的拉曼泵浦源，就可以對光纖窗口內(nèi)任一波長的信號進(jìn)行放大，因此它具有很寬的增益譜；

　?。?）可以利用傳輸光纖本身作增益介質(zhì)，此特點(diǎn)使光纖拉曼放大器可以對光信號的放大構(gòu)成分布式放大，實(shí)現(xiàn)長距離的無中繼傳輸和遠(yuǎn)程泵浦，尤其適用于海底光纜通訊等不方便建立中繼站的場合；

　　（3）可以通過調(diào)整各個(gè)泵浦的功率來動(dòng)態(tài)調(diào)整信號增益平坦度；

　　（4）具有較低的等效噪聲指數(shù)，此特點(diǎn)使其與常規(guī)的摻鉺光纖放大器混合使用時(shí)可大大降低系統(tǒng)噪聲指數(shù)。光纖拉曼放大器的性能決定了它在未來高速、大容量光纖通信系統(tǒng)中將發(fā)揮關(guān)鍵作用。
 
　　除了上述優(yōu)點(diǎn)以外，拉曼光纖放大器也存在一些缺點(diǎn)，比如：所需的泵浦光功率高，分立式要幾瓦到幾十瓦，分布式要幾百毫瓦；作用距離長，分布式作用距離要幾十至上百千米，只適合于長途干線網(wǎng)的低噪聲放大；泵浦效率低，一般為（10～20）%；增益不高，一般低于15dB；高功率泵浦輸出很難精確控制；增益具有偏振相關(guān)特性；信道之間發(fā)生能量交換,引起串音。