光纤拉曼放大器(FRA)因其特有的在线、宽带、低噪声等特点在光纤通信系统中占有越来越重要的地位,但是在光纤传感中应用的研究和报道却很少。光纤水听器(FOH)作为典型的光纤传感系统,是水下探测目标的重要工具,其中的在线光放大技术一直是国内外研究的重点。在简要介绍了光纤拉曼放大器的基本原理和现有的远程大规模光纤水听器阵列光放大技术的基础上,对光纤拉曼放大器作为远程光纤水听器阵列的在线放大器时的几个关键技术进行了分析。

分布式光纤拉曼放大器(DFRA)因其特有的在线、宽带、低噪声等特点越来越引起人们的重视。利用其在线以及低噪声的特点,将其用作远程光纤水听器(FOH)系统的在线放大器,并测量引入分布式光纤拉曼放大前后系统噪声的变化情况。实验结果表明,分布式光纤拉曼放大器作为在线放大器应用于远程光纤水听器系统后,系统的强度噪声和相位噪声的增加量均小于2 dB。同时,将分布式光纤拉曼放大器与目前广泛应用的掺铒光纤放大器(EDFA)进行对比,发现前者具有更好的噪声性能。因此,分布式光纤拉曼放大器可用作远程光纤水听器系统的在线光放大器。

Gain saturation is a significant phenomenon of fiber Raman amplifiers (FRAs). Gain figures versus signal power are well explained. For the small signal, the coupled ordinary differential equations are used, and for the large signal, the Raman gain coefficient is modified. It is shown that the saturation power of FRAs decreases with the pump power, and gain saturation is easier to occur in the forward pump scheme than in the backward pump scheme. These phenomena are well explained by the stimulated Brillouin scattering (SBS) effect. This research provides a guide to the fabrication of practical FRAs.