拉曼光纤放大器关键技术与应用进展

　　摘　要：通信波段的扩展和密集波分复用技术的运用对光纤放大器提出了更高的要求，拉曼光纤放大器（RFA）由于具有全波段放大、低噪声、可以抑制非线性效应和能进行色散补偿等优点，近年来引起人们广泛关注，现已逐步走向商用。本文介绍了拉曼光纤放大器的工作原理，根据不同的情况进行了分类，指出了其具有的特点，研究了影响其性能的关键技术，列举了其典型应用，并对其发展现状做出了分析和探讨。本文对拉曼光纤放大器相关领域的研究具有一定的参考价值。

　　关键词：光通信、光纤拉曼放大器（RFA）、增益平坦、全波段放大

　　前　言

　　随着光纤通信技术的进一步发展，通信波段由C带（1528-1562nm）向L带（1570-1610nm）和S带（1485-1520nm）扩展。由于光纤制造技术的发展，可消除在1.37μm附近的损耗高峰，因此通信波段有望扩展到从1.2μm-1.7μm的宽广范围内。掺铒光纤放大器无法满足这样的波长范围，而拉曼光纤放大器却正好可以在此处发挥巨大作用。由于计算机网络及其它新数据传输业务的迅猛增长，为了适应长距离光纤传输系统对通信容量和系统扩展的需求，密集波分复用技术得到了长足发展，拉曼放大器因其分布式放大特点，不仅能够减弱光纤非线性的影响，而且还能够抑制信噪比的劣化。随着高功率二极管泵浦激光器和光纤光栅技术的发展，泵浦源问题也得到了较好的解决。拉曼光纤放大器逐渐引起了人们的重视，并逐渐在光放大器领域占据重要地位，成为光通信领域中的新热点。

　　拉曼光纤放大器工作原理

　　如图1所示，拉曼光纤放大器的工作原理是基于光纤中的受激拉曼效应，用量子力学的观点可解释为：一个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，然后处在虚能级的电子在信号光的感应下回到振动态的高能级，同时发出一个低频斯托克斯光子。光纤中电子也可以从振动态的高能级跃迁到虚能级，然后回到基态，发出反斯托克斯光子[1]。