光纤拉曼放大器的研究进展

光纤放大器的研究摘要随着社会的不断进步，当今信息的交流正朝着高速化、复杂化、密集化方向发展，直接导致人们对信息传播的速率和质量的要求越来越高。

建立骨干全光网，全面落实推广光纤入户迫在眉睫，已成为我们在“十二五”期间的发展目标之一。

光纤通信在新时期正越发显现出他无可替代的地位，而光纤放大器因它具有易集成、高增益、低噪声和带宽广的特点，是实现全光型光纤通信的关键性部件。

目前，光纤放大器主要有三类，分别是半导体光纤放大器、掺稀土元素放大器和非线性放大器。

本文将就这三类光纤放大器逐一展开论述，特别是掺稀土光纤放大器，深入探讨有关他们的结构、工作原理、各自的特点、应用范围、实际应用情况和未来的发展方向，另外，还将就光纤放大器中的非线性光学效应作理论分析。

关键词：光纤；光纤放大器；非线性光学效应The Research of Fiber AmplifierABSTRACTWith theprogress of society，todaythe exchange of informationis moving inhigh-speed，complex，intensivedirection， a direct result oftherateandquality ofinformation disseminationhave become increasingly demanding. Backbone ofall-optical networks，the full implementation ofthepromotionoffiber to the homeis imminent，has becomeinoneofthe"Twelve Five" period ofdevelopment goals. Optical fiber communicationin the new eraisincreasinglyshowinghisirreplaceable position，thefiber amplifierbecause of itsease of integration，high gain，lownoise andwidebandwidthcharacteristics ofthecritical components ofall-opticalfibercommunication. Fiber amplifierhasthree categories，namely，semiconductoropticalamplifier，a rare earth dopedamplifiers andnon-linear amplifier. This paper willeach ofthethreetypesoffiber amplifiersdiscusses，in particular the rare earth-dopedfiber amplifier，depthabout theirstructure，working principle，their own characteristics，scope of application，the actual applicationand futuredevelopment direction，in addition，will alsothenonlinear optical effectintheoptical fiber amplifierfortheoreticalanalysis.Key Words：Optical fiber；Fiber Amplifier；Nonlinear optical effects目录第一章绪论11.1 引言11.2 课题的研究意义和主要内容2第二章光放大器概述32.1 半导体光放大器32.2 掺稀土元素光纤放大器32.3 非线性光放大器5第三章半导体光放大器73.1 半导体光放大器的发展73.2 半导体光放大器的基本结构与特性73.3 半导体光放大器的工作原理93.4 半导体光放大器的特点与应用113.4.1 半导体光放大器的特点113.4.2 SOA的应用123.5 半导体光放大器未来发展方向13第四章掺饵光纤放大器154.1 掺铒光纤放大器简介154.2 EDFA的结构与工作原理164.2.1 EDFA的结构164.2.2 EDFA的工作原理174.3 EDFA 的增益和输出功率特性204.4 EDFA的噪声特性214.5 EDFA的级联224.5.1 噪声积累和分析234.5.2 增益均衡（增益平坦化）244.6 EDFA在有线电视网中的应用254.6.1 在线放大254.6.2 前置放大254.6.3 功率放大254.7 掺稀土光纤放大器的改进264.7.1增益位移掺铒光纤放大器（GS-EDFA）274.7.2 碲基掺铒光纤放大器（EDTFA）284.7.3 铋基掺铒光纤放大器294.7.4 掺铥光纤放大器（TDFA）和增益位移掺铥光纤放大器（GS－TDFA）30 第五章拉曼光纤放大器295.1 拉曼光纤放大器的简要介绍295.2 拉曼光纤放大器的基本原理305.2.1 非线性光学效应——拉曼散射效应305.2.2受激拉曼散射的阈值特性325.2.3 受激拉曼散射的增益325.2.4 受激拉曼散射的影响335.2.5 拉曼光纤放大器基本原理355.3 拉曼光纤放大器的分类385.4 拉曼光纤放大器的特点385.5 拉曼放大器与EDFA组合使用的原因405.6 拉曼光纤放大器目前的发展状况和应用40第六章总结与展望40参考文献41致谢42第一章绪论光纤放大器是密集波分复用（DWDM）系统中的关键部件，它取代了传统光—电—光的中继方式，实现了光信号的高增益、低噪声放大。

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。

拉曼光谱技术的应用及研究进展一、本文概述拉曼光谱技术，作为一种强大的分子振动光谱技术，自其诞生以来，在化学、物理、生物、材料科学等领域中发挥了重要的作用。

这种技术基于拉曼散射效应，即当光在物质中传播时，会与物质分子发生相互作用，使得光线的方向和频率发生改变。

通过分析这些散射光的频率和强度，我们可以得到关于物质分子振动和转动状态的信息，从而进一步了解物质的组成、结构和性质。

本文将对拉曼光谱技术的应用及其研究进展进行全面的探讨。

我们将概述拉曼光谱技术的基本原理和发展历程，以便读者对其有一个清晰的认识。

然后，我们将详细介绍拉曼光谱技术在不同领域中的应用，包括但不限于化学分析、生物医学、环境监测、材料科学等。

接下来，我们将对近年来拉曼光谱技术的研究进展进行梳理，重点关注其在新材料、新技术和新方法方面的发展。

我们将对拉曼光谱技术的未来发展趋势进行展望，以期能为相关领域的研究者提供有益的参考和启示。

二、拉曼光谱技术的基本原理拉曼光谱技术是一种基于拉曼散射效应的光谱分析技术。

拉曼散射是光与物质相互作用的一种形式，当光波通过介质时，部分光波的能量会被介质分子吸收并重新辐射，产生散射光。

其中，大部分散射光的频率与入射光相同，这种散射称为瑞利散射；而一小部分散射光的频率则会发生改变，这种散射称为拉曼散射。

拉曼散射光的频率变化与介质分子的振动和转动能级有关，因此，通过分析拉曼散射光谱，可以获得介质分子内部的结构信息。

拉曼光谱技术的基本原理主要包括两个方面：一是拉曼散射的物理过程，二是光谱数据的获取和分析。

在物理过程中，当入射光与介质分子发生相互作用时，介质分子会吸收部分光能并将其转化为分子内部的振动或转动能量，然后重新辐射出散射光。

由于散射过程中能量的交换，散射光的频率会发生变化，这种变化与介质分子的振动和转动能级直接相关。

因此，通过测量散射光的频率变化，可以推断出介质分子的振动和转动状态，从而得到分子的结构信息。

在光谱数据的获取和分析方面，拉曼光谱技术通常使用激光作为入射光源，通过单色仪或干涉仪将散射光按波长或频率分离，然后用光电倍增管或电荷耦合器件等光电探测器检测散射光的强度。

拉曼光纤放⼤器⼀拉曼光纤放⼤器1．拉曼光纤放⼤器出现的背景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（EDFA）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。

另外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，还能够抑制信噪⽐的劣化，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。

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。

2．拉曼光纤放⼤器的⼯作原理受激拉曼散射（SRS）是电磁场与介质相互作⽤的结果。

才能过经典⼒学⾓度解释拉曼散射为：介质分⼦或原⼦在电磁场的策动下做受迫共振，由于介质分⼦具有固有的振荡频率，所以在受迫共振下界将出现频率为策动频率与固有频率的和频和差频振荡，分别对应着反斯v是电磁场的振荡频率，v 是介质分⼦固托克斯分量和斯托克斯分量，如图1所⽰，其中有的振荡频率。

图1 经典拉曼振动谱经典理论⽆法解释反斯托克斯线⽐斯托克斯线的强度弱⼏个数量级且总是先于反斯托克斯线出现的实验结果。

从量⼦⼒学的⾓度能够解释受激拉曼散射。

介质中的分⼦和原⼦在其平衡位置附近振动，将量⼦化的分⼦振动称为声⼦。

⾃发拉曼散射是⼊射光⼦与热声⼦相碰撞的结果。

受激声⼦是在⾃发拉曼散射过程中产⽣的，当⼊射光⼦与这个新添的受激声⼦再次发⽣碰撞时，则再产⽣⼀个斯托克斯光⼦的同时⼜增添⼀个受激声⼦，如此继续下去，便形成⼀个产⽣受激声⼦的雪崩过程。

产⽣受激声⼦过程的关键在于要有⾜够多的⼊射光⼦。

拉曼光谱技术的应用及讨论进展拉曼光谱是一种散射光谱，它是1928年印度物理学家C.V.Raman发觉的。

拉曼光谱作为一种物质结构的分析测试手段而被广泛应用，尤其是60时代以后，激光光源的引入、微弱信号检测技术的提高和计算机的应用，使拉曼光谱分析在很多应用领域取得很大的进展。

目前，拉曼光谱已广泛应用于材料、化工、石油、高分子、生物、环保、地质等领域。

就分析测试而言，拉曼光谱和红外光谱相搭配使用可以更加全面地讨论分子的振动状态，供给更多的分子结构方面的信息。

1拉曼光谱的应用拉曼光谱是讨论分子振动的一种光谱方法，它的原理和机制都与红外光谱不同，但它供给的结构信息却是仿佛的，都是关于分子内部各种简正振动频率及有关振动能级的情况，从而可以用来鉴定分子中存在的官能团。

分子偶极矩变化是红外光谱产生的原因，而拉曼光谱是分子极化率变化诱导的，它的谱线强度取决于相应的简正振动过程中极化率的变化的大小。

在分子结构分析中，拉曼光谱与红外光谱是相互补充的。

例如：电荷分布中心对称的键，如C—C、N=N、S—S等，红外汲取很弱，而拉曼散射却很强，因此，一些在红外光谱仪无法检测的信息在拉曼光谱能很好地表现出来。

拉曼光谱还可测定分子的退偏比，利于弄清分子的对称性等。

这在结构分析中是特别有用的。

拉曼的缺点是检测灵敏度特别低。

在电化学讨论中该缺点尤为突出，由于典型的电化学体系是由固—液两个凝集相构成的，表面物种信号往往会被液相里的大量相同物种的信号所掩盖。

1.1用于聚合物中的讨论随着CCD探头和光纤在FT—拉曼光谱中的应用，使信噪比、光谱范围和精度大大加添。

广义二维FT—拉曼相关光谱和带色散仪及多道探测器的近红外FT—拉曼光谱得到快速进展，以及多变量分析法的应用使拉曼光谱可应用于过程监控和定量分析，这使拉曼技术在高分子科学中起着越来越紧要的作用。

通常用红外光谱讨论含氢键的聚合物相容性。

无氢键的聚合物共混物内的特别相互作用的振动光谱讨论很少有报道。

光纤拉曼放大器的发展在许多非线性光学介质中，高能量（波长较短）的泵浦光散射，将一小部分入射功率转移到另一频率下移的光束，频率下移量由介质的振动模式决定，此过程称为拉曼效应。

量子力学描述为入射光波的一个光子被一个分子散射成为另一个低频光子，同时分子完成振动态之间的跃迁，入射光作为泵浦光产生称为斯托克斯波的频移光。

研究发现，石英光纤具备很宽的受激拉曼散射（SRS）增益谱，并在13THz附近有一较宽的主峰。

假如一个弱信号和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拉曼增益带宽内，弱信号光即可得到放大，这种基于受激拉曼散射机制的光放大器即称为拉曼光纤放大器。

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）由于其增益平坦及噪声等局限性，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。

光纤拉曼放大器与新型大有效面积传输光纤、高光谱效率调制码型和向前纠错技术被称为现代大容量、长距离光纤传输的四大关键技术。

拉曼光纤放大器的基本原理、特点和类型在许多非线性光学介质中，高能量（波长较短）的泵浦光散射，将一小部分入射功率转移到另一频率下移的光束，频率下移量由介质的振动模式决定，此过程称为拉曼效应。

量子力学描述为入射光波的一个光子被一个分子散射成为另一个低频光子，同时分子完成振动态之间的跃迁，入射光作为泵浦光产生称为斯托克斯波的频移光。

第35卷，增刊红外与激光工程2006年10月1Vbl．35S uppl e m ent I nf}ar ed a nd L a ser E n gi n eer i ng0ct．2006光纤拉曼放大器瞬态效应的时域差分研究黄硌昌1，高致慧2，洪泽华1，虞爱华3(1．深圳大学师范学院，广东深圳518060；2．深圳大学工程技术学院，广东深圳518060，3．昂那集团，广东深圳518000)摘要：首次提出了将中心时域有限差分法(FD TD)用于研究拉曼放大器(FR A)的瞬态效应，该算法能够适合前向和后向泵浦拉曼放大器。

经过模拟表明：此法速度快，效率高，能够实时计算出输出信号的功率，适合F R A瞬态效应的研究和F I认实时增益比例、微分、积分(PID)控制系统。

运用此方法，在20km的高非线性单模光纤(sM F)中模拟得到瞬态发生延迟100u s，结束于300“s，中间为一振幅不断减小的类似于正弦的运动曲线，这与实验结果一致。

实践表明：此法和传统Runge．K ut t a相比，简单易懂，对于动态系统研究有明显的优势。

关键词：拉曼放大器；瞬态效应；时域有限差分法中图分类号：T N929．1l文献标识码：A文章编号：1007．2276(2006)增C．0334．05Si m ul at i on of f i ber R am an am pl i f l er s by one dem e ns i on F D T DH uA N G B i．chan91，G A O Z hi-hui2，H O N G ze-hual，Y u A i-hua3(1．Engi neer愉h∞l ogy C o¨铝e，S henzhen U n i V er s it y，Shenz}I朋518060，C hi n a；2．N om al C o l l e g e，s henz hen U ni Ver si t y，She nz t I en518060，C h i n a3．o-N et C om m u ni c龇i on s(s henzh en)Lt d，S henzhen58000，Chi na)A bs t r a ct：A new al gon t hm f br s ol V i ng t he cou pl i ng propag at i o n e qua t i ons by F D T Dis propos e d．Thi s m et hod c an be used i n not onl y t he f bnv ar d pum ped R a m a n a m pl i ner s，but al s o t he am pl i行er s of bac kw a rd．It i s connnne d t hat s i m uI a t i on i s ef r ec t i ve and c an r educe s i m ul a t i on t i m e gr ea t l y w i t h t he sam e a c cur ac y in com p ar e w i t h cl a ssi c al w ays，w hi ch is c印abl e of P I D cont r ol l e r f or s u ppr es s i n g t he R a m a n t rans i ent．The am pl i ner co nsi st s of20km si ngl e—m ode nbe r(SM F)a nd t he t r ans i ent w as happe ned at100u s l at er and ended a t300u s l at er，t her e is a at t e nuat i on si n e w a V e m ot i on c urV e bet w een t hem，w hi ch is t he sa m e as e xpe ri m ent al concl us i on．S o i t i s an a dV i s abl e m e t hod f or t he i nV e st i gat i on of R a m a n t r ans ient．di髋r ence of t i m e dom a i an K ey w or ds：R am a n am pl i fi er；1’r an s i en t phenom enon；Fi ni t e0引言近年来FR A以其低噪声、超宽带、超长距离传输而受到了广泛的重视。

第一部分：光纤通信的历史光通信的历史可以追溯到我国3000 多年前的烽火台，但是它并不是真正意义上的光通信。

应用同轴电缆和微波的电通信系统在20 世纪70 年代前得到了较大的发展，然而电通信系统有着容量上限的缺点，到1970 年之后容量基本就没有了提升。

在1966 年，“光通信之父”K. C. Kao 提出了光纤通信这一概念。

之后，1976年美国亚特兰大成功地进行的44.736Mb/s 传输10km 的光纤通信系统现场试验，为光纤通信的实用化奠定了基础。

随后石英制光纤材料被研制出了。

到了1980年，多模光纤开始投入商用，单模光纤通信也开始进入现场试验。

1991 年，第一个DWDM 系统诞生，此后波分复用器、光放大器和光纤激光器等技术都日趋成熟。

到目前为止，已经有五代光通信系统相继投入使用。

随着光纤材料从多模发展到单模，光纤损耗的进一步降低，传输速率的增加，传输容量的加大，中继距离的增长，光纤通信系统发展到了从1996 年至今的第五代。

其主要特征是光纤激光器和光纤放大器的大量使用，以及DWDM 系统的迅速发展。

光纤通信的优势目前广泛使用的光通信方式是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。

这种通信方式称为光纤通信。

光纤通信工作在近红外区，其波长是0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。

光纤通信技术的发展十分迅速，已经起到了举足轻重的地位，发展前景十分广阔。

光纤通信的载波是光信号，其传输介质为光纤，这是与其他通信方式最大的不同。

其优点如下：（1）容量大用于通信的光信号的频率非常高，而带宽正是由光信号的频率所决定的。

因此光纤可以提供比任何已有的传输介质都宽的传输带宽。

而且由于其横截面积窄，因此信息密度非常高。

（2）损耗低用于光纤通信的石英单模光纤在1360nm 处的损耗仅0.35dB/km，1550nm 处的损耗仅0.2dB/km。

低的损耗可以减少中继，提升信噪比，对于简化系统、降低成本和提升性能有着重要的意义。

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,然后处在虚能级的电子在信号光的感应下回到振动态高能级,同时发出一种和信号光相同频率、相同相位、相同方向的低频的斯托克斯光子,而剩余能量被介质以分子振动(光学声子)的形式吸收,完成振动态之间的跃迁。

多泵浦光纤拉曼放大器的研究和实现的开题报告一、研究背景和意义目前，光通信已经成为现代通信领域的重要组成部分。

然而，由于纤芯损耗和光信号传输距离等问题，传统的光通信技术已经难以满足现代通信需求。

因此，提高光信号传输效率和距离已经成为研究热点。

光纤拉曼放大器（FRA），作为一种非线性光学器件，可以实现高增益、宽带、低噪声等优点，已经成为克服光纤损耗和延长光信号传输距离的有效手段。

当前，多泵浦光纤拉曼放大器（MP-FRA）受到了广泛的关注，因为它可以通过使用多个泵浦光源来增强光信号的拉曼效应，从而获得更高增益和更长传输距离。

但是，在设计和实现MP-FRA时，需要解决几个技术难题，如泵浦光源的选择、光纤损耗和非线性效应的抑制等。

因此，本研究旨在研究MP-FRA的设计和实现，通过优化泵浦光源和处理器件等技术，提高其性能和效率，为光通信的发展做出贡献。

二、主要研究内容1. MP-FRA的理论研究：分析MP-FRA的工作原理、泵浦光源选择和组合、光纤损耗和非线性效应等因素对MP-FRA性能的影响，并研究优化MP-FRA性能的方法。

2. MP-FRA器件设计和制作：基于理论研究，设计最优MP-FRA器件的结构和参数，并使用先进的光学加工技术进行器件制作和优化。

3. MP-FRA性能测试和优化：使用高精度测试设备对MP-FRA进行性能测试和分析，寻求最优化的性能参数和性能指标，并寻求进一步提高MP-FRA性能的方法。

三、研究意义1. 提高光通信技术的效率和距离，提供更好的通信服务。

2. 推动光通信技术的进步，促进光学器件和光通信领域的发展。

3. 为相关领域的研究工作提供理论和实验基础。

四、结论本研究旨在研究MP-FRA的设计和实现，优化其泵浦光源、器件和性能等方面的技术，提高其效率和性能指标，为光通信技术的发展做出贡献。

I G I T C W48DIGITCW2023.031 超长距光放大器配置技术长期以来，超长距传输系统因为在传输链路中间增加有源器件困难重重，因此传输距离受到很大限制。

光放大器作为超长距传输系统的核心技术，一直是研究的重点，最为常用的放大器技术主要有遥泵放大器、拉曼放大器和掺铒光纤放大器[1]。

各技术主要内容介绍如下。

1.1 掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器（EDFA ）是一种在信号通过的纤芯中掺入了铒离子的光信号放大器。

目前，发展最为成熟的光放大器就是这种掺铒光纤放大器他能够放大（1530～1565 nm ）该放大器工作在C 波段，具有多路放大、高增益以及低噪声等优点，但其不足是C 波段仅占光纤低损耗频谱的一小部分。

为此，人们针对L 波段（1570～1620 nm ）研发了专门的EDFA 放大器。

1.2 遥泵放大器从组成和原理上来说，遥泵放大器与EDFA 基本一致。

二者的区别在于遥泵放大器的远程增益单元（RGU ）与泵浦源没有集成在一起，分别在传输链路的接收端与发送端进行配置，这一设置使得遥泵放大器具有动态性能。

从结构上来说，遥泵放大器将一段掺铒光纤接入到EDFA 系统的传输链路中，从传输端或接收端将泵浦光送入光纤。

影响遥泵放大器性能的主要参数包括RGU 入射泵浦光功率、RGU 中掺铒光纤长度和RGU 配置距离[2]。

1.3 拉曼放大器拉曼放大器的放大介质是光纤，短波长泵浦光的能量经受激拉曼散射（SRS ）效应转化为长波长信号光的能量，从而放大信号光。

光泵浦源决定了拉曼放大器放大的光谱范围，从理论上来说，只要泵浦源具备合适的波长，拉曼放大器增益频谱范围就可以极宽，实现任意波长的信号光放大。

此外，增益高、频谱范围宽、温度稳定性好、光纤兼容性好、噪声指数低等都属于拉曼放大器的优点，它是一种比较理想的可用于长距离光传输的光放大器[3]。

随着超长距光纤传输链路，在电力通信与海底通信领域的广泛应用，传统EDFA 级联解决方案作为超长距传输放大器的重要组成部分，将提升单通道信号光功率的重点放在提升放大器总增益上，已无法满足沿线放大的要求。

光放大器发展历史－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－历史：1954年第一台NH3分子微波盆子放大器研制成功，人们发现，可通过原子或分子中的受激放大来获得单色的相干电磁波，称为脉塞(Maser——Microwave Amplification by Stimulated Emission of radiation)。

1958年肖洛(Schawlow ) 和汤斯(Townes) 将Maser原理推广到光频波段，1960年梅曼(Mamain)利用红宝石介质的受激放大原理研制成第一台红宝石激光器，称为莱塞(Laser—Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 或称激光。

不管是Maser还是Laser，其产生相干电磁波辐射的机理都是基于电滋波的受激放大。

自1960年以来激光器已得到了飞跃的发展和广泛的应用，然而作为激光器先导的光放大的发展却比较缓慢，直到80年代，在光纤通信发展的推动下，才开始引起足够的重视。

进人90年代后光纤放大器的问世已引起了光纤通信技术的重大变革，在60年代半导体激光二极管尚未成熟，但已在77K下，首先进行了GaAs同质结行波半导体放大器的研究，开创了半导体光放大器研究的先河，确立了半导体光放大器的基本理论。

至1970年，双异质结结构（DH）激光器问世后，又实现了TW半导体光放大器的室温连续工作。

在1973年至1975年间，开始从光纤通信应用要求出发，研究双异质结结构TW和F-P光放大器的特性并取得重要进展。

80年代初，采用消除反射光的光隔离器和精确的光频率调谐技术，深人研究了AlGaAs F-P 光放大器的增益、带宽、饱和增益与噪声特性及其对光纤通信系统性能的影响。

同时开始研究半导体放大器的注人锁定现象、机理、设计和放大特性。

随着光纤通信技术的发展,80年代中期开始研究适用于1. 3μm和1. 5μm波长的InGaAsP半导体光放大器60年代初，与半导体光放大现象研究的同时，也对掺稀土元素的光纤的光谱特性进行了研究,Koesker发现了掺钕(Nd)光纤的激光辐射现象，Snitzerr发现了掺铒光纤在1.5μm处的激光辐射特性,当时这些研究都是期望研制稀土光纤激光光源而不是光纤放大器，由于稀土光纤的热悴灭效应难以解决，而半导体激光器发展迅速并日趋成熟，因此稀土光纤放大器的研究处于停步不前状态。