为了分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益，基于耦合微分方程，采用理论推导的方法，根据不同抽运结构下信号光放大的不同实际情况定义并推导出同向抽运光纤拉曼放大器和反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益公式。然后，详细分析了各个参数对两种抽运方式下光纤拉曼放大器的最大拉曼增益的影响。对两种抽运方式下相同参数引起的最大拉曼增益进行了比较。结果表明，同样的参数对同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器最大拉曼增益的影响有相同的地方，也有不同的地方。最后，将最大拉曼增益和常用的开关增益进行了比较。对光纤拉曼放大器的实验、成本估计和器件效率等研究有重要参考意义。

为了对反向抽运光纤拉曼放大器的功率转换效率进行研究,由耦合方程出发,采用龙格库塔算法和打靶法相结合的数值模拟方法,详细分析所有物理因素对反向抽运光纤拉曼放大器功率转换效率的影响.结果表明:功率转换效率先随着光纤长度增加而增加,当增加到最大值时保持数值不变;功率转换效率随着初始信号光功率、光纤拉曼增益系数、信号光损耗系数增加而增加,随着光纤有效面积、抽运光损耗系数、抽运光与信号光的频率比增加而减小;功率转换效率和初始抽运光功率呈抛物线曲线关系.所得结论对反向抽运光纤拉曼放大器功率转换效率的进一步研究以及光纤拉曼放大器的其他相关研究有重要参考意义.

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。

基于扩展的标量非线性薛定谔方程，理论研究了不同抽运方式对正色散腔被动锁模掺镱光纤激光器输出特性的影响。结果表明，在初始总增益相同条件下，对于给定的增益饱和能量，反向抽运时耗散孤子的光谱宽度和脉冲宽度均比正向抽运时小，而对应的脉冲峰值功率比正向抽运时高，并且反向抽运时脉冲的啁啾线性拟合度相比正向抽运时低。当增益饱和能量相同时，正、反向抽运获得的耗散孤子的能量相等，但两种抽运方式下耗散孤子的光谱和时域波形的差异程度随增益饱和能量的增加而增大。

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。

为分析反向抽运光纤拉曼放大器的阈值特性, 基于已有的耦合微分方程, 采用龙格库塔法和打靶法相结合的算法, 数值模拟了反向抽运光纤拉曼放大器中信号光功率沿光纤的演变过程, 在此基础上根据实际情况推导出反向抽运光纤拉曼放大器的阈值公式, 并详细分析了各个参数对反向抽运光纤拉曼放大器阈值特性的影响, 结果表明, 初始信号光功率、光纤有效长度、拉曼增益系数增加, 阈值就会减小;光纤有效面积越大, 阈值越大。

对正向和反向抽运的L波段双通掺铒光纤放大器(EDFA)的增益改善机制进行了实验研究,比较了两种抽运方案在不同掺铒光纤(EDF)长度下的增益改善效果。结果表明,两种抽运方案的增益改善机制不同,正向抽运方案时EDF中粒子数反转度沿纵向的分布有利于信号光功率在输入输出端附近的放大,进而对抽运输入端附近的放大的自发辐射(ASE)有抑制作用;反向抽运方案则利用抽运输入端附近产生的后向C波段ASE作为辅助抽运源。反向抽运时,因反射端ASE功率过大导致了ASE引起的增益自饱和效应,使得当EDF长度较短时,其增益改善效果比正向抽运方案稍差;正向抽运方案则在EDF长度较长时出现抽运不足问题,并使得输入信号光功率较低时的增益特性变差。

将打靶法和龙格库塔法两种数值计算方法相结合，对反向抽运光纤喇曼放大器中信号光和抽运光相互作用的耦合微分方程进行数值求解．在分别选取不同参量且取不同值的条件下，详细分析了光纤长度、初始信号光功率、初始抽运光功率、光纤有效面积、喇曼增益系数及光纤对信号光与抽运光的损耗等参量对增益的影响，最后提出了有效提高增益的方法．

用数值计算的方法,对影响反向抽运喇曼光纤放大器开关增益的几个参数与反向抽运喇曼光纤放大器开关增益的关系进行了分析研究,数值计算的结果对有效提高反向抽运喇曼光纤放大器的开关增益有参考意义.