利用双向抽运拉曼放大器实现了4×100 Gbit·s ^-1光网络传输295 km(68.85 dB)的应用,测试了系统的光学信噪比、传输余量及长期误码特性,仿真了双向抽运拉曼放大器在4×100 Gbit·s ^-1传输系统中的功率演化过程。研究结果表明,双向抽运拉曼放大器的应用需综合考虑信号输入功率、前后向拉曼增益及经济成本等。

基于国产分布式侧面耦合包层抽运(DSCCP)掺镱光纤，建立了一个全光纤、最高输出功率为106.7 W的光纤放大器，并对光纤放大器在前向、后向及双向抽运方案下的输出特性进行研究。研究表明，DSCCP光纤适用于采用双向抽运方案的光纤激光器系统。通过对比发现，双向抽运方案下放大器的斜率效率低于单向抽运方案下放大器的斜率效率。

依据速率方程和边界条件,对高功率多点抽运全光纤激光器进行了研究.通过自制的级联侧面泵浦耦合器搭建全光纤激光器,级联耦合器的单点泵浦效率为96%,泵浦传输损耗为10%,信号光损耗分别是0.18 dB和0.87 dB;线性谐振腔结构中：前向抽运的光-光转换效率为69%,低于后向抽运中70%的光-光转换效率,与理论分析一致;双向泵浦方式中,在单臂输入975 nm泵浦功率为110 W的条件下,激光功率输出为311 W,中心波长为1 080 nm,光谱宽度为1.6 nm,光-光转换效率为70%,光束质量约为1.3.激光器性能稳定,若增加单臂泵浦功率或级联泵浦耦合器个数,可获得更高功率的激光输出.

为了研究抽运功率配置对双向抽运光纤喇曼放大器性能的影响, 基于已有的耦合方程, 采用数值仿真方法, 分析了不同抽运功率配置对双向抽运光纤喇曼放大器的增益、增益饱和以及抽运功率转换效率的影响。结果表明, 双向抽运光纤喇曼放大器的增益、增益饱和以及抽运功率转换效率特性均介于同向和反向抽运光纤喇曼放大器之间, 并且随着同向抽运功率在抽运总功率中所占比例的升高, 增益、增益饱和功率和抽运功率转换效率的数值增加; 大信号、抽运功率较大时, 抽运功率配置对双向抽运光纤喇曼放大器性能的影响显著。这对双向抽运光纤喇曼放大器和光纤激光研究具有一定的参考价值。

基于双向抽运拉曼放大器的功率耦合方程,采用遗传算法和级链的全局收敛的Broyden方法,提出一种优化设计不同形式双向抽运宽带光纤拉曼放大器的自动配置算法。该算法的特点是计算速度快、收敛性好、适应面广。通过对单光纤的分布式、具有不同增益要求的分立式以及不同周期的色散管理结构的分布式双向抽运拉曼放大器的设计表明

通过合理分析提出了便于计算多波长双向抽运光纤拉曼放大器信号及噪声功率的实用数值模型,给出求解信号和噪声功率的快速算法。在定义抽运方向度为前向抽运功率与总抽运功率值的比值后,通过对计算结果的分析发现信道平均放大自发辐射噪声功率随着抽运方向度的提高而单调递减;而信道平均双重瑞利散射噪声功率相对抽运方向度的变化曲线始终成U字形。不同的增益下存在对应的最优抽运方向度,在此抽运方向度下放大器总噪声最低。进而考虑在信号非线性失真的条件下提出了抽运方向度优化的衡量指标。优化后的多波长双向抽运方式不仅能保证对所有信道的平坦放大,而且其综合性能明显高于后向抽运方式。

利用打靶法对单波长双向抽运拉曼光纤放大器的开关增益问题进行了数值仿真研究,结果表明,在小信号的情况下,只要抽运光的总功率不变,信号光的开关增益几乎与正反向抽运光功率的分配比例无关,此结果和小信号情况下的解析解结论一致。当信号光功率增大到对抽运光的消耗不能忽略时,其开关增益随着正向抽运光功率百分比的增大而略有增大。另外,也给出了几种不同输入信号入纤光功率、不同正反向抽运光功率分配情况下的信号光、正反向抽运光和总光功率沿光纤长度的分布。