为了增加喇曼光纤放大器(RFA)的输出带宽, 减小增益平坦度。利用OptiSystem软件仿真分析了不同参数设置下的增益特性与泵浦源的关系, 对泵浦功率、泵浦波长、光纤长度和有效作用面积进行了优化设计与仿真。仿真结果表明: 提出的优化方法可使RFA的增益在设定范围内获得最大值, 并且通过改变相关参数得到较好的增益平坦度。

由于单个泵浦源的喇曼光纤放大器(RFA)输出增益不平坦且增益较低, 导致光纤通信系统的性能变差, 设计了一个正向三泵结构的RFA。围绕合适的泵浦个数、泵浦波长和泵浦功率对RFA输出增益的影响, 并结合OptiSystem软件对L波段RFA的增益进行优化设计与仿真分析。仿真结果表明: 所设计的RFA实现了在L波段大于10 dB的增益且较为平坦, 最大增益为18.9 dB, 最大噪声系数为8.0 dB。

喇曼光纤放大器(RFA)可有效地提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统的传感距离。为了进一步提高Φ-OTDR的系统传感距离, 采用粒子群优化(PSO)算法对三阶双向RFA的泵浦光功率取值进行优化, 计算了基于三阶双向RFA的Φ-OTDR系统理论最远传感距离, 并设计了仿真实验。仿真分析结果表明: 当探测脉冲宽度大于200 ns时, Φ-OTDR系统经三阶双向RFA放大传感距离可达到200 km以上。

针对密集波分复用光纤通信系统中喇曼光纤放大器的增益平坦度较低、带宽较窄的问题, 从前向多泵浦喇曼放大器耦合方程入手, 采用龙格-库塔法, 使用碲基光纤作为多泵浦喇曼放大器的增益光纤, 通过Matlab分析了多波长泵浦中泵浦数量、泵浦功率和光纤长度对增益及增益平坦度的影响, 最终通过采用6个泵浦, 并合理设置泵浦功率, 实现了100 nm传输带宽的仿真。

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。

放大器的增益谱平坦性是波分复用系统设计中一项十分重要的参量.本文推导了N段光纤级联实现增益谱平坦的分析理论，得到每段光纤的有效作用距离和喇曼功率增益系数的约束条件.当喇曼增益谱拟合为线性时，简化了其实现增益谱平坦的条件，并给出了两段光纤级联信号光获得增益的最优值.以纯石英光纤和掺磷石英光纤级联的模型为例，利用Matlab进行了数值分析验证，结果表明：随着第一段光纤长度的增加，信号光获得的增益先增加再减小；当第一段光纤取7.15 km时，信号光获得了5.78 dB的平均最大增益和0.45 dB的增益平坦度，并得到泵浦光功率与信号光增益呈正相关性.最后，以三段不同材料光纤级联为例，利用Matlab进行了分析验证，信号光经过放大后获得了7.74 dB的平均增益和0.57 dB的增益平坦度，证明了理论分析的可行性.该方案为增益平坦化的喇曼光纤放大器设计提供了一种新的思路.

采用数值计算的方法,对影响正向抽运喇曼光纤放大器(RFA)开关增益的几个因素--喇曼增益系数、抽运光功率、光纤长度、光纤损耗、有效纤芯面积等参数与正向抽运喇曼光纤放大器开关增益的关系进行了分析研究,并把数值分析的结果和小信号的解析结果进行了比较,然后在此基础上提出了有效提高正向抽运喇曼光纤放大器开关增益的几种方法.

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.

就分布式喇曼光纤放大器独特的低噪声和灵活的功率调整性质进行了分析,并就它在系统中的应用作了简单的介绍.

以Photonic Transmission Design Suite(PTDS)仿真试验平台为基础,对单信道40 Gb/s光纤传输系统中的两类RFA进行了研究和比较,并对各自系统进行了优化.最后指出,现有的依赖DCF进行色散补偿的方法在40 Gb/s光纤传输系统中不再适用.