针对光纤通信中密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信问题,提出利用级联高非线性光纤来设计增益平坦的拉曼光纤放大器。对高非线性光纤(As-S光纤)拉曼增益谱前后沿进行线性拟合处理, 利用不同波长泵浦抽运同种光纤, 实现前放大后增益补偿, 并考虑信号光损耗不同, 在输出端得到了一个近似固定的功率输出值, 并分析了影响拉曼光纤放大器输出特性的因素。模拟结果表明: 平均增益为20.45 dB, 增益平坦度为0.15 dB。

增益平坦度是衡量光纤通信中喇曼光纤放大器的关键参数之一。文章从级联光纤实现喇曼增益谱平坦技术的分析理论入手, 改进了实现喇曼增益谱平坦的约束条件, 利用Matlab分析了光纤损耗对RFA增益谱平坦度的影响。结果表明: 在喇曼光纤放大器系统中, C波段各个光之间不同的损耗系数是影响增益平坦度的关键因素, 即信号光之间损耗系数的不同会引起喇曼光纤放大器的增益平坦度劣化, 各个被放大信号光之间的损耗系数相差越大, 则增益平坦度越差。

基于光纤中受激喇曼散射效应, 运用级联同种光纤设计出全光多波长转换耦合器, 使转换输出的各路信号光功率相等.建立了全光多波长转换设计方案的理论模型,给出了设计原理框图以及实现方法, 并以1路泵浦信号光、4路连续探测光为例, 通过OptiSystem软件进行了仿真, 仿真结果表明：所设计的全光多波长转换耦合器能同时对4路探测光实现波长转换, 转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型基本一致；转换效率和消光比随着探测光波长的增大而增大, 最大值分别为-34 dB 和36.68 dB；Q因子随着探测光波长的增大而减少, 最大值为128.29；在级联光纤之后, 4路输出信号光峰值功率和消光比基本相等, Q因子整体数值相对于全光多波长转换后有所下降, 最大值为89.5455, 验证了该方案的可行性.

提出利用光纤中非线性效应——受激喇曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)实现波长转换的原理方案和相应的理论分析模型, 并进行实验验证, 将经过放大后的信号光和连续探测光同时注入光纤, 在光纤中进行SRS放大, 实现信号之间的转换。结果表明: 利用SRS可实现波长转换, 可实现跨几个THz的波长之间的转换。得到最大转换效率和消光比分别为-17.3 dB和15.7 dB。通过改变探测光的波长, 可实现相隔几个THz光信号的全光波长转换和可调谐波长转换。