光纤拉曼放大器

发布时间：2023-01-12 16:10
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：1656

　　拉曼光纤放大器是利用受激拉曼散射效应，以光纤作为增益介质而实现的全光放大器。它的增益带宽很宽，可达40THz，可用平坦增益范围有20～30nm。从理论上讲，只要有合适功率的高功率泵浦源，它就可以放大任意波长的信号。另外，它具有低噪声、可利用传输光纤作在线放大等优点，成为光放大器家族中重要一员。

光纤拉曼放大器


光纤拉曼放大器原理

　　光纤拉曼放大器的工作原理是基于光纤中的受激拉曼散射效应。当强激光输入到非线性介质中时，在一定条件下，拉曼散射有激光的性质，不论是斯托克斯光(Stokes)还是反斯托克斯光(anti―stokes)都是相干光。这样，当弱信号光与强泵浦光同时在光纤中传输，且信号光波长在泵浦光的拉曼增益谱内，光能量将会从泵浦光转移到信号光，从而实现光放大。

光纤拉曼放大器作用

　　(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。分布式光纤拉曼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，从而提高传输容量。

　　(2)拓展频谱利用率和提高传输系统的速率。光纤拉曼放大器的全波段放大特性，使它可以工作在整个低损耗区，极大地提高了频谱利用率。分布式光纤拉曼放大器是将现有的系统传输速率升级到40Gbit／s的关键器件之一。可填补EDFA无法应用的领域。

　　(3)增加无中继传输距离。分布式光纤拉曼放大器的等效噪声指数极低，比EDFA的噪声指数低4．5dB，它主要用于长跨距传输。


光纤拉曼放大器应用现状

　　目前，分布式光纤拉曼放大器进展很快，国外很多长距离、超大容量的密集波分复用光通讯系统（DWDM）所使用的光放大器大多是分布式光纤拉曼放大器，这不仅可以充分利用光纤资源，降低成本，而且可以降低增益介质中的光密度，以便减少由于非线性效应产生的四波混频、信道间串扰所引起的系统性能劣化。但拉曼放大器的增益较低（实际线路中使用时不超过16dB），而EDFA虽然噪声指数上不如拉曼放大器，但小信号增益可以超过30dB，因此将拉曼放大器与EDFA结合起来的混合放大器是一种理想的应用形式。

　　由980nm泵浦的EDFA进行C波段的放大，由1497nm拉曼泵浦源负责L波段的放大。其增益谱线由于叠加在1535（EDFA产生）、1560（叠加产生）和1600nm（拉曼放大产生）附近出现3个增益峰值，大小为1.5~2dB而在1540和1560附近出现两个0dB左右的谷底。采用GFF后将所有信号增益控制在0dB左右，这样实现了80nm带宽、256×10Gbit/s×11000km的传输。


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