为了发展具有实用价值的受激喇曼全光偏振控制方法, 根据光纤中受激喇曼散射矢量理论和光纤随机双折射效应设计了基于双向二级喇曼抽运的全光偏振控制方案, 构建了偏振吸引理论模型, 采用严格数值迭代算法对该偏振控制方案进行了仿真分析, 并完成了偏振控制方案最佳工作性能的优化设计。结果表明, 当信号光波长为1550nm、功率为0.1mW、一级抽运光和二级抽运光的功率分别为1W和4W、其偏振态都为（0, 1, 0）、光纤长度为3km时, 信号光偏振度可达0.85以上, 且信号光强度波动低于35%。该方案有效降低了作用光波功率、减弱了信号光输出强度噪声, 并提高了信号光输出偏振度。

基于光纤拉曼放大器(FRA)的非线性耦合方程，采用数值计算的方法首次系统分析了双向多泵浦FRA系统中的偏振相关增益(PDG)特性。根据4个泵浦光源配置的不同，FRA有14种结构。首先整体分析了这14种不同FRA结构中PDG的特点；然后对其中一种结构FRA系统中PDG的特性进行了更具体的分析，包括泵浦-信号、泵浦-泵浦以及信号-信号拉曼相互作用所产生的PDG。研究结果表明，当泵浦总数目一定时，反向泵浦数目越多，其PDG均值越小；当泵浦总数目和反向泵浦数目都一定时，PDG的大小与反向泵浦光波长关系不大；双向多泵浦FRA系统中的PDG主要由泵浦-信号拉曼相互作用所产生的PDG决定。以上结果对有效降低双向多泵浦FRA系统中的PDG有重要的参考价值。

基于反向抽运方式的光纤拉曼放大器(FRA)的非线性耦合方程, 采用数值计算的方法首次系统研究了单抽运多信号传输的FRA系统中各因素——光纤偏振模色散(PMD)、抽运光输入功率、抽运光波长、信号光输入功率、光纤长度及光纤损耗系数等对由抽运-信号拉曼相互作用所产生的偏振相关增益(PDG)的影响;比较了单抽运多信号FRA系统与单抽运单信号FRA系统中由抽运-信号拉曼相互作用所产生的PDG的大小;总结了各参数对降低由抽运-信号拉曼相互作用所产生的PDG的效果。研究结果表明, 单抽运多信号FRA系统中的PDG主要由抽运-信号拉曼相互作用产生, 并且光纤的PMD值和抽运光功率对PDG的影响较明显。

光纤喇曼放大器(FRA)系统中的偏振相关增益(PDG)降低光纤通信系统的传输性能, 因此研究FRA系统中PDG的特性和如何降低FRA系统中的PDG成为FRA系统应用中的一项重要内容。论述了FRA的基本原理, 总结了有关PDG的理论研究和实验研究, 详细分析了降低FRA中偏振相关增益的几种方法, 对FRA偏振相关增益的进一步研究方向进行了展望。

基于光纤拉曼放大器(FRA)的非线性耦合方程，采用数值计算的方法系统研究了反向多抽运FRA中的偏振相关增益（PDG），其中包括FRA系统中由所有光波拉曼相互作用所产生的PDG、由抽运信号拉曼相互作用所产生的PDG、由抽运抽运拉曼相互作用所产生的PDG以及由信号信号拉曼相互作用所产生的PDG。研究结果表明，相比于单抽运FRA系统，多抽运FRA系统不仅可以获得较平坦的拉曼增益谱而且可以使整个增益带宽内的PDG较均匀。此研究不仅可以有效地估计反向多抽运FRA系统中分别由抽运信号、抽运抽运、信号信号之间拉曼相互作用所产生的PDG，而且对有效降低FRA系统中的PDG提供重要的参考价值。

针对泵浦偏振态对高精度光纤陀螺掺铒光纤光源平均波长稳定性产生影响的问题，设计了掺铒光纤光源泵浦消偏的结构，该结构采用 Lyot光纤消偏器来对泵浦光进行消偏，理论分析了该结构中 Lyot消偏器结构参数的选取。实验验证了掺铒光纤光源的波分复用器具有偏振特性，会影响掺铒光纤光源平均波长稳定性，采用设计的泵浦消偏结构可有效消除波分复用器具有的偏振特性。在光源结构已被优化，只考虑泵浦偏振态对光源平均波长稳定性影响的情况下，对温箱中的光源进行对比实验，结果表明，对偏振态未加任何控制的掺铒光纤光源平均波长稳定性为 77 ppm，采用泵浦消偏结构的光源平均波长稳定性为 4 ppm，即本文设计的泵浦完全消偏结构使得掺铒光纤光源平均波长稳定性得到了显著提高。

提出了一种改进的、可用于计算偏振相关拉曼增益的光纤拉曼放大器的非线性耦合波方程。建立了单模双折射光纤拉曼增益的数学模型,分析了线偏振抽运光以与光纤快轴成45°激励的单模双折射光纤拉曼放大器模型与实际具有随机双折射的光纤拉曼放大器的拉曼增益偏振相关特性的等价性。基于上述模型,提出了一个可定量表征单模光纤偏振模色散统计特性的拉曼增益偏振相关因子,用以替代常规的光纤拉曼放大器非线性耦合波方程中的偏振相关因子。计算结果与已报道文献的实验数据非常吻合。同时对抽运增益在同向和反向抽运方式下截然不同的增益偏振相关特性给出了合理的解释。