DWDM系统拉曼放大器的原理及应用
拉曼光纤放大器原理
拉曼光纤放大器原理拉曼光纤放大器（Raman Fiber Amplifier）是一种基于拉曼散射效应的光纤放大器。
它利用拉曼散射的原理，在光纤中实现光信号的增强。
拉曼散射是一种非线性光学现象，其基本原理是光与光子之间的相互作用。
当光传播在光纤中时，光子与介质中的分子或晶格振动发生耦合，从而使光子的能量转移到介质中的振动模式上。
如果光子能量与介质振动模式的能量相匹配，就会发生拉曼散射。
拉曼散射分为受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering, SRS）和自发拉曼散射（Spontaneous Raman Scattering, SBS）。
受激拉曼散射是指激发光和散射光的频率差等于介质的拉曼频移，而自发拉曼散射是指光子与介质中分子或振动模式发生相互作用，从而形成散射光。
拉曼光纤放大器的工作原理是利用拉曼散射中的受激拉曼散射效应。
当信号光（输入光）和泵浦光同时注入光纤中时，泵浦光的能量被转移到信号光上，从而使信号光的功率增大。
具体而言，当泵浦光与信号光频率差等于光纤中介质的拉曼频移时，就会发生受激拉曼散射。
泵浦光的能量转移到信号光上，使其增强。
拉曼光纤放大器的放大过程可以通过几个关键参数进行描述。
首先是增益带宽，它表示在特定的频率范围内，信号光能够得到明显的增益。
增益带宽取决于光纤的材料和波长。
其次是增益平坦度，它衡量信号光在增益带宽内的增益是否均匀。
增益平坦度对于传输多个波长的光信号非常重要。
最后是增益峰值，它表示在增益带宽内，信号光获得的最大增益。
增益峰值取决于泵浦光的功率和波长。
与其他光纤放大器相比，拉曼光纤放大器具有几个优点。
首先，它可以实现宽增益带宽和高增益峰值，适用于传输多个波长的光信号。
其次，它具有很高的稳定性和可靠性。
由于拉曼增益是通过光与介质相互作用实现的，不需要激光器或半导体放大器，因此拉曼光纤放大器具有长寿命和低功率损耗。
然而，拉曼光纤放大器也存在一些限制。
光纤拉曼放大器的应用
光纤拉曼放大器在DWDM系统中的应用 系统中的应用 光纤拉曼放大器在 光纤拉曼放大器在同步数字体系（ 光纤拉曼放大器在同步数字体系（SDH）线路中的应用 ） 光纤拉曼放大器在CATV传输中的应用 传输中的应用 光纤拉曼放大器在
FRA在CATV传输中的应用 FRA在CATV传输中的应用
1 2 3 4 5 有线电视（ 有线电视（CATV）系统的组成 ） FRA的基本原理 的基本原理 FRA的技术指标 的技术指标 有线电视传输中DFRA与EDFA的对比 与 有线电视传输中 的对比 FRA在有线电视传输中的应用 在有线电视传输中的应用
FRA在有线电视传输中的应用 FRA在有线电视传输中的应用
FRA辅助EDFA传输增大无中继传输距离
无中继传输距离主要是由光传输系统信噪比决定的，分布式拉曼 放大器与EDFA混合使用能有效地降低系统传输跨距的噪声。
表1 采用EDFA放大后的性能与采用拉曼辅助传输后的性能比较 平均光信噪比 无拉曼放大器 有拉曼放大器 12.8dB 17.5dB 平均Q值 平均 值 13.5dB 16.5dB 最差Q值 最差 值 12.3dB 15.2dB
NF =
SNRin SNRout
3.非线性失真
为了度量信号的非线性损伤，定义信号平均非线性相移作为度量指标。
L L
Φ nl = ∫ k ( z ) P( z )dz ≈ k ∫ P( z )dz
0 0
式中：k为非线性系数，它表征信号功率沿光纤的平均分布大小。
FRA应用中的各种影响因素 FRA应用中的各种影响因素
实用拉曼放大器的技术指标
1.开关增益
放大器的开关增益定义为有泵浦时的信号输出功率相对于无泵 浦时的信号输出功率的提高。
拉曼放大器的原理
拉曼放大器的原理
拉曼放大器是一种利用拉曼散射的原理来增强光信号的技术，通常被用于光通信和光放大器中。
其原理基于拉曼散射，也称为拉曼效应，这是在光沿着光纤或其他介质传播时所观察到的现象。
拉曼散射是由分子或晶体的特定振动引起的光散射。
当光传播过介质中的分子或晶体时，光子相互作用，部分原子或分子的振动能转换成散射光的能量。
这种散射光的频率不同于原始光，而是通过拉曼散射过程产生的峰值，称为“拉曼峰”。
在拉曼放大器中，信号光通过光纤传输并与介质中的分子或晶体相互作用。
这将导致信号光的一部分能量转移到散射光。
通过收集散射光并将其送回到放大器中，拉曼放大器能够继续增强信号光。
拉曼放大器可以使用单频或多频信号，并可以工作在不同的波长范围内，包括C波段（1530-1565nm）、L波段（1565-1625nm）和S波段（1460-1530nm）。
拉曼放大器通常有高增益和低噪音，并且不需要额外的功率源。
可以通过优化拉曼放大器的设计和参数来获得更高的增益和更低的噪音。
例如，通过调整放大器中使用的介质的参数，可以控制散射光的频率和强度，并因此实现更好的放大效果。
类似地，使准直器和耦合器的设计符合拉曼放大器的要求，可以提高放大器的效率和性能。
总之，拉曼放大器是一种有效而且广泛使用的技术，它基于拉曼散射的原理来提供高增益和低噪音的放大。
通过优化设计和参数，可以实现更好的效果，使得该技术在光通信和光放大器中具备极高的应用价值。
拉曼放大器
拉曼光纤放大器（Raman）1．拉曼光放大器的工作机理所谓拉曼光纤放大器，就是巧妙地利用拉曼散射能够向较长波长的光转移能量的特点，适当选择泵浦光的发射波长与泵浦输出功率，从而实现对光功率信号的放大。
所谓拉曼散射效应，是指当输入到光纤中的光功率达到一定数值时（如500mw 即 27dBm以上），光纤结晶晶格中的原子会受到震动而相互作用，从而产生散射现象；其结果将较短波长的光能量向较长波长的光转移。
拉曼散射作为一种非线性效应本来是对系统有害的，因为它将较短波长的光能量转移到较长波长的光上，使WDM系统的各复用通道的光信号出现不平衡；但巧妙地利用它可以使泵浦光能量向在光纤中传输的光信号转移，实现对光信号的放大。
由于拉曼光放大器被放大光的波长主要取决于泵浦光的发射波长，所以适当选择泵浦光的发射波长，就可以使其放大范围落入我们所希望的光波长区域。
如选择泵浦光的发射波长为1240nm时，可对1310nm波长的光信号进行放大；选择泵浦光的发射波长为1450nm时，可对1550nm波长C波段的光信号进行放大；选择泵浦光的发射波长为1480nm时，则可对1550nm波长L波段的光信号进行放大等。
一般原则是，[url=/]魔兽sf[/url]泵浦光的发射波长低于要放大的光波长70 ~100nm。
如图3.3.6所示。
图3.3.6：泵浦光波长与拉曼放大光波长的关系2．拉曼光纤放大器的优缺点（1）．优点①．极宽的带宽拉曼光纤放大器具有极宽的增益频谱，在理论上它可以在任意波长产生增益。
当然，一者要选择适当的泵浦源；二者在如此宽的波长范围内，其增益特性可能不是非常平坦的。
实际上，我们可以使用具有不同波长的多个泵浦源，使拉曼光放大器总的平坦增益范围达到13TH z (约100nm )，从而覆盖石英光纤的1550nm 波长区的C+L 波段，如图 3.3.7所示。
这与EDFA 只能对1550nm 波长区C 波段（或L 波段）的光信号进行放大形成鲜明对比。
拉曼光纤放大器原理和性能分析与进展
前言：随着通信业务需求的飞速增长，对光纤传输系统的容量和无中继传输距离的要求越来越高。
密集波分复用（DWDM）通信系统的速率和带宽不断提升，以10Gbit/s甚至更高速率为基础的密集波分复用系统必然成为主流的光传输系统。
掺铒光纤放大器（EDFA）由于其增益平坦性等局限性，已经不能完全满足光通信系统发展的要求。
而相对于掺铒光纤放大器，光纤拉曼放大器具有更大的增益带宽、灵活的增益谱区、温度稳定性好以及放大器自发辐射噪声低等优点，光纤拉曼放大器是唯一能在1292~1660nm的光谱上进行放大的器件。
并且，拉曼散射效应在所有类型的光纤上都存在，与各类光纤系统具有良好的兼容性，包括已铺设和新建的各种光纤链路。
拉曼现象早在1928年就被Chandrasekhara Raman所发现，在此之后就有人提出了利用这种效应来实现光的放大。
但在很长时间内拉曼光纤放大器未能获得广泛应用，甚至在EDFA出现后一度销声匿迹，关键原因在于缺乏合适的大功率泵浦激光器。
由于EDFA的广泛应用，它所用的1480nm大功率泵浦激光器得到了深入的研究和开发，这就使拉曼放大器成为可能。
总体上说解决RFA泵浦源共有3个解决方案：一是大功率LD及其组合，其特点是工作稳定、与光纤耦合效率高、体积小、易集成，是最佳的选择；二是拉曼光纤激光器；三是半导体泵浦固体激光器。
但后二者都存在稳定性及与光纤耦合的问题。
受激拉曼散射原理：在一些非线性介质中，高能量（高频率）的泵浦光散射，将一部分能量转移给另一频率的光束上，频率的下移量是分子的振动模式决定的。
用量子力学可以作如下解释：一个高能量的泵浦光子入射到介质中，被一个分子吸收。
电子先从基态跃迁至虚能级，虚能级的大小是由泵浦光的能量决定的。
然后，虚能级电子在信号光的感应作用下，回到振动态的高能级，同时发出一个和信号光相同频率，相同相位，相同方向的光，我们称之为斯托克斯光子。
从而进行信号光的放大。
拉曼光纤放大器相对于掺铒光纤放大器有明显不同：（1）理论上只要有合适的拉曼泵浦源，就可以对光纤窗口内任一波长的信号进行放大，因此它具有很宽的增益谱；（2）可以利用传输光纤本身作增益介质，此特点使光纤拉曼放大器可以对光信号的放大构成分布式放大，实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通讯等不方便建立中继站的场合；（3）可以通过调整各个泵浦的功率来动态调整信号增益平坦度；（4）具有较低的等效噪声指数，此特点使其与常规的掺铒光纤放大器混合使用时可大大降低系统噪声指数。
《拉曼光纤放大器》课件
拉曼光纤放大器的关键技术
激光器
微波多普勒替代技术
高质量激光器是制造拉曼光纤放 大器的前提。激光器的发展将推 动拉曼光纤放大器的进一步发展。
微波多普勒技术是实现非侵入性 传感的新兴技术之一，对拉曼光 纤放大器的关键技术提出了更高 的要求。
各种拉曼光纤放大器的比较
比较各种拉曼光纤放大器的特性 和性能，是发展新型拉曼光纤放 大器的重要基础。
拉曼光纤放大器的开发展望
纤芯结构优化
通过将不同类型的光纤进行 合理配合，例如非线性光纤、 有源光纤或高纯度光纤，可 进一步提升其性能。
方向耦合技术
相比传统的拉曼光纤放大器， 方向耦合技术能够产生更高 的增益、更高的效率、更小 的体积以及更低的噪声。
光子晶体纤芯技术
光子晶体光学器件和纤芯的 制备技术是当前研究的热门 领域，通过光子晶体纤芯技 术，可以获得更高的增益和 更高的效率。
总结
1 作用
2 优点及应用
3 关键技术及开发展望
拉曼光纤放大器是光波放 大器中的一种，具有各种 独特的特性。它在光通信、 光传感、光计量等方面有 着广泛的应用。
拉曼光纤放大器有着大增 益带宽、高噪声系数和可 逆性，因此在光通信和光 传感领域有着广泛的应用。
激光器、微波多普勒替代 技术和比较各种拉曼光纤 放大器的特性和性能是关 键技术，而纤芯结构优化、 方向耦合技术和光子晶体 纤芯技术是开发展望的关 键方向。
拉曼光纤放大器
让我们来探索拉曼光纤放大器，了解它的工作原理、优点、应用和最新技术。
什么是拉曼光纤放大器？
1 拉曼散射现象
该散射现象发生于光子与 分子之间发生相互作用的 过程中。当光线穿过介质 时，发生散射从而产生能 量的损失。
拉曼光放大器
Extract from: Translate by: Allan 定义光纤拉曼放大器基于光学中的非线性效应——受激拉曼散射（SRS ），当适当波长的泵浦光以一定功率进入光纤后，光纤中信号将被放大。
综述本指南将给出复杂的波分复用（WDM ）系统中使用拉曼放大技术的介绍。
首先将介绍传统的波分复用系统，由此预测今后可能会出现的问题，介绍拉曼放大器能够起到的作用。
然后，将讨论有关SRS 中的一些现象和一个中继器的设计。
最后，将以几个具体的系统的例子来示范拉曼放大技术的典型应用。
1. 传统的WDM 系统一个典型的点-点的WDM 系统结构中包含以下大部分要素：● 若干光发射机● 一个光复用器● 传输用光线，如标准的单模光纤（SSMF ）● 光放大器，通常为EDFAs● 色散补偿设备，如色散补偿光纤（DCF ）或,啁啾布拉格光纤光栅（FGBs ） ● 一个光解复用器● 若干光接收器Figure 1示意了一个这样的WDM 系统。
Figure 1. 典型的WDM 传输连接由INTERNET 所带动的日益增加的服务需求给WDM 系统的设计提出新的挑战。
采用普通设计的系统将很快达到极限，新技术的采用越来越重要。
另外，为实现应用导向的商业发展提出的需求目标，未来的系统必须具有较现在系统更高的标准，如：波分复用系统中的拉曼放大设计指南∙通过增加信道传输率和信道数量来提高整个系统的数据传输能力∙更长的无中继传输距离，以节省系统在EDFAs上的开销∙减少信号失真，使信号能在更长的全光连接中传输有一些新的设计使我们更加接近这些标准，包括以下：∙新的传输窗口的开辟∙新型的光放大器，能覆盖极宽的带宽范围从而增大系统的传输能力∙双向WDM能够抑制光纤中的非线性线效应所有这些技术都会使用大量的模拟工具来模拟其中发生的物理现象和众多光学设备间的相互影响，从而得到对系统性能的总的影响。
2. 拉曼放大器所能提供的帮助拉曼效应在光纤中建设性的应用刚刚兴起。
光纤拉曼放大技术
但光纤拉曼放大器在实际应用中最关键 的是获得合适波长的高功率抽运源，这 也是以往限制光纤拉曼放的 主要原因。随着半导体激光器技术、特 种光纤技术的发展，特别是随着高功率 光纤激光器的研制成功，使光纤拉曼放 大器已成为实现超宽大容量远距离光通 讯的最佳选择。
4．抽运方式：
将抽运光耦合进双包层光纤内包层的方 式大体上可以分为两种，第一种方式为 端面抽运，第二种方式为侧面抽运。
随着布拉格光纤光栅刻写技术的发展，已经可 以在双包层光纤的两端直接刻写波长和透过率 合适的布拉格光纤光栅来代替由镜面反向构成 谐振腔，这样就可以通过光纤熔接的方法就把 半导体激光器的输出光纤和双包层合为一体。 这种通过直接耦合的方式结构简单紧凑，并且 不需要其他的辅助微调，实现了全光纤化的激 光器，并且可望借助光纤光栅的调谐性能实现 双包层光纤激光器的可调谐输出。
（3）利用光纤作为增益介质，可通过增加长 度降低对输入信号功率的要求，能获得的增益 高、窜扰少、噪声指数低、频谱范围宽、温度 稳定性好。
因此它可以扩展到掺铒光纤放大器放大的波段， 并可以在1.2~1.6μｍ光谱范围内进行光放大， 获得比EDFA宽得多的增益带宽；其次，可制 作分立式或分布式FRA。分布式光纤拉曼放大 器可以对信号光进行在线放大，增加光放大的 传输距离，特别适用于海底光缆通信系统。而 且因为放大是沿着光纤分布而不是集中作用， 所以输入光纤的光功率可以大为减少，从而非 线性效应尤其是四波混频效应大大减弱，这对 于大容量DWDM系统是十分适用的。
但在脉冲双包层光纤激光器，特别是双包层光 纤放大器这种抽运方式则显示了它的优越性。
5．抽运波长的选择
掺Yb光纤的吸收和发射谱带非常宽，有潜在的 从975 nm到1200 nm的发射谱段，特别是Yb宽 带增益弥补了其它激光光源1.1~1.2um处的空白。 非常宽的吸收谱带使抽运源的选择具有更多的 灵活性，可供选择的激光器有AlGaAs,InGaAs 半导体激光器，Nd:YAG 激光器和Nd:YLF激光 器等。特别是近年来半导体激光器生产工艺逐
拉曼光纤放大器在DWDM中的应用
起 。介 绍 了拉 曼光 纤放大器 的 基本 原理， 比 了拉 曼光 纤放 大器 和掺铒 光 纤放 大器 （ Ｄ Ａ） 自 对 ＥＦ 各 的特 点． 并讨论 拉 曼光纤 放大器 在 Ｍ 中的应 用。
关键词 ： Ｍ； 曼光 纤放大器 ；Ｄ Ａ 拉 Ｅ Ｆ 中图分类 号 ： Ｐ２ Ｔ ９ 文献 标识 码 ： Ａ 由于 计算 机 网络及 其 它新 的数据 传 输业 务 的迅 猛 增 长， 了适 应长距 离光 纤 传输 系统 对 通信 容量 和 为 系统 扩展 的需求 ． 密度 波分复 用 （ ｗｃ 又称 密集 波分复用 技术 得到 了长足 发展 。 目前 ， 高 Ｄ Ｍ） 技术 上较 为 成 熟 的掺 铒 光纤放 大器 （ Ｄ１） Ｅ Ｉ 已成功 地应用 于高 密度 波分复 用 （ ｗｃ 光通 信 系统 ． Ａ Ｄ Ｍ） 它实 现 了一 根光 纤 中
拉 曼 光 纤 放 大 器的 基 本 原理
拉 曼光纤放 大 器的 原理是 基于 光纤 中的非 线性 效应 ： 激拉 曼散 射 （ ） 当在 光纤 中射 入强 功率 的 受 ． 泵浦 光 时， 入光 的一部 分入射 功率 能变换 成 比输入 光波 长 更 长的光 波 信号输 出 ． 现象 称 为拉 曼散 射 。 输 此 这 是 由于 输入 光功率 的 一部分 ， 在光 纤 中的 格子 运 动 中消耗 所产 生 的现 象 。此 时． 浦 光 作 为 入射 光 所 泵 产生变 换 波长 的光称 为 斯托克斯 波的 频移光 。倒 如 ： 在光纤 中射 入小 功率 １５０ 光 信号 时 ， ５ｍｎ 光纤 输 出的
光， 是经过光纤传输损耗 所衰减的光。此时， 如果 另外在输入 端同时再 射入强功率 的 １ ５ｎ ０ｍ光信号 ４
时 ， ５ ０ ｍ的 光 功 率 会 出 现 比没 有 １ ５ ｎ １ ５ｎ ４ ０ ｍ时 有 所 增 加 的 现 象 。 明 这 是 因 为 由于 光 纤 拉 曼 散 射 ， 表
拉曼光纤激光放大器简介
拉曼光纤激光放大器简介一、引言光纤激光放大器根据增益介质的不同可分为两类：一类采用活性介质，如半导体材料和掺稀土元素（Nd，Sm，Ho，Er，Pr，Tm和Yb等）的光纤，利用受激辐射机制实现光的直接放大，如半导体激光放大器（SOA）和掺杂光纤放大器；另一类基于光纤的非线性效应实现光的放大，典型的为拉曼光纤激光放大器和布里渊光纤激光放大器。
目前技术上较为成熟的掺铒光纤放大器（EDFA）取代传统的光-电-光中继方式，实现了一根光纤中多路光信号的同时放大，大大降低了光中继的成本；同时可与传输光纤实现良好的耦合，具有高增益低噪声等优点。
因此成功地应用于波分复用(WDM)光通信系统，极大地增加了光纤中可传输的信息的容量和传输距离。
然而，EDFA尚存在诸多不足制处：首先是对于有效利用单模光纤低损耗区的巨大带宽资源而言，明显存在着工作波段和带宽的局限性。
其次是自发辐射噪声的影响，尤其是当系统级联时，自发辐射噪声的影响会大大降低系统接收机端的信噪比。
另外是EDFA的带宽总是有限的，全波段的EDFA带宽最多也就在80~100nm。
并且EDFA作为一种有源器件对于光网络和系统的建设和维护来说其费用都会非常高。
随着计算机网络及其它新的数据传输业务的迅猛发展，长距离光纤传输系统对通信容量和系统扩展的需求日益膨胀。
如何提高光纤传输系统容量、增加无电再生中继的传输距离，已经成为光纤通信领域研究的热点。
因此，拉曼光纤放大器逐渐引起人们的重视，在2001年的OFC上不乏有关拉曼光纤放大器的报导。
展会上推出关于拉曼光纤放大器的厂商也逐渐多了起来，拉曼光纤激光器也逐渐成为光通信领域中的新的热点。
虽然拉曼光纤激光器距离真正商用化还有一段距离，尤其是在国内，但适时推出拉曼光纤放大器不乏成为公司技术实力的一个象征。
二、发展历史拉曼光纤放大器的原理是基于光纤中的非线性效应：受激拉曼散射（SRS）。
拉曼现象早在1928年就被Chandrasekhara Raman爵士所发现。
拉曼光纤放大器
拉曼光纤放大器学号：11007990831 姓名：杨帆摘要:拉曼光纤放大器因其特有的在线、宽带、低噪声等特点而越来越被人们关注,是一种非常适合下一代超大容量、超长距离密集波分复用系统(DWDM)的光纤放大器。
介绍拉曼光纤放大器的原理,分析拉曼光纤放大器应用和最新进展,并探讨拉曼光纤放大器研究两个方面。
关键词:光纤放大器;受激拉曼散射;研究进展引言随着通信业务需求的飞速增长，对光纤传输系统的容量和无中继传输距离的要求越来越高。
密集波分复用（DWDM）通信系统的速率和带宽不断提升，以10Gbit/s甚至更高速率为基础的密集波分复用系统必然成为主流的光传输系统。
掺铒光纤放大器（EDFA）由于其增益平坦性等局限性，已经不能完全满足光通信系统发展的要求。
而相对于掺铒光纤放大器，光纤拉曼放大器具有更大的增益带宽、灵活的增益谱区、温度稳定性好以及放大器自发辐射噪声低等优点，光纤拉曼放大器是唯一能在1292~1660nm的光谱上进行放大的器件。
并且，拉曼散射效应在所有类型的光纤上都存在，与各类光纤系统具有良好的兼容性，包括已铺设和新建的各种光纤链路。
拉曼现象早在1928年就被Chandrasekhara Raman所发现，在此之后就有人提出了利用这种效应来实现光的放大。
但在很长时间内拉曼光纤放大器未能获得广泛应用，甚至在EDFA出现后一度销声匿迹，关键原因在于缺乏合适的大功率泵浦激光器。
由于EDFA的广泛应用，它所用的1480nm大功率泵浦激光器得到了深入的研究和开发，这就使拉曼放大器成为可能。
拉曼光纤放大器原理拉曼光纤放大器的工作原理是基于石英光纤中的受激拉曼散射效应，在形式上表现为处于泵浦光的拉曼增益带宽内的弱信号与强泵浦光波同时在光纤中传输,从而使弱信号光即得到放大。
其工作原理示意如图1所示。
泵浦光子入射到光纤,光纤中电子受激并从基态跃迁到虚能级,然后处在虚能级的电子在信号光的感应下回到振动态高能级,同时发出一种和信号光相同频率、相同相位、相同方向的低频的斯托克斯光子,而剩余能量被介质以分子振动(光学声子)的形式吸收,完成振动态之间的跃迁。
浅析拉曼放大器对WDM系统性能的影响(一)
浅析拉曼放大器对ＷＤＭ系统性能的影响(一)摘要：介绍了目前在光通讯领域有很大发展前景的光纤拉曼放大器(RFA)的基本工作原理，以及它在WDM系统中的应用和所存在的一些问题。
关键词：光纤通信；光纤拉曼放大器；WDM1拉曼放大器工作原理及分类(1)受激拉曼散射(SRS)。
受激拉曼散射是强激光的光电场与原子中的电子激发、分子中的振动或与晶体中的晶格相耦合产生的，具有很强的受激特性，即与激光器中的受激光发射有类似特性：方向性强，散射强度高。
(2)光纤拉曼放大器工作原理。
光纤拉曼放大器的工作原理是基于石英光纤中的受激拉曼散射效应，在形式上表现为处于泵浦光的拉曼增益带宽内的弱信号与强泵浦光波同时在光纤中传输，从而使弱信号光即得到放大。
RFA中一个入射泵浦光子通过光纤非线性散射转移部分能量，产生低频斯托克斯光子，而剩余能量被介质以分子振动(光学声子)的形式吸收，完成振动态之间的跃迁。
斯托克斯频移Vr=Vp-Vs由分子振动能级决定，其值决定了SRS的频率范围，其中Vp是泵浦光的频率，Vs是信号光的频率。
对非晶态石英光纤来说，其分子振动能级融合在一起，形成了一条能带，因而可在较宽频差Vp-Vs范围(40THz)内通过SRS实现信号光的放大。
(3)拉曼放大器的分类。
光纤拉曼放大器分为两类：集中式拉曼放大器和分布式拉曼放大器。
分布式拉曼放大器可对光信号进行在线放大，实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通信等不方便设立中继器的场合。
分布拉曼放大技术自1999年成功的用于DWDM传输系统，就再次受到广泛关注，成为超长距离全光传输中的重要技术。
2拉曼放大器在WDM系统中的影响分布式拉曼放大器对超长距离全光WDM传输中通道数增加、传输速率提高以及系统性能的改善起着非常重要的作用：(1)DWDM系统中，传输容量和复用波长数目的增加，使光纤中传输的光功率越来越大，引起非线性效应也越来越强，严重的限制了传输距离。
由于分布式拉曼放大器的放大作用是沿光纤分布的，而不是集中作用的，使得光纤中各处的信号光功率都较小，可降低非线性效应特别是四波混频效应的干扰。
一拉曼光纤放大器
拉曼光纤放大器1. 拉曼光纤放大器出现的背景随着光纤通信技术的进一步发展，通信波段由C带(1528-1562nm)向L带(1570-1610nm )和S带(1485-1520nm )扩展。
由于光纤制造技术的发展，可消除在 1.37 ^m附近的损耗高峰，因此通信波段有望扩展到从 1.2 um1.7 ym的宽广范围内。
掺铒光纤放大器( EDFA )无法满足这样的波长范围，而拉曼光纤放大器却正好可以在此处发挥巨大作用。
另外拉曼放大器因其分布式放大特点，不仅能够减弱光纤非线性的影响，还能够抑制信噪比的劣化，具有更大的增益带宽、灵活的增益谱区、温度稳定性好以及放大器自发辐射噪声低等优点。
随着高功率二极管泵浦激光器和光纤光栅技术的发展，泵浦源问题也得到了较好的解决。
拉曼光纤放大器逐渐引起了人们的重视，并逐渐在光放大器领域占据重要地位，成为光通信领域中的新热点。
2. 拉曼光纤放大器的工作原理受激拉曼散射(SRS)是电磁场与介质相互作用的结果。
才能过经典力学角度解释拉曼散射为：介质分子或原子在电磁场的策动下做受迫共振，由于介质分子具有固有的振荡频率，所以在受迫共振下界将出现频率为策动频率与固有频率的和频和差频振荡，分别对应着反斯托克斯分量和斯托克斯分量，如图1所示，其中v0是电磁场的振荡频率，.：v是介质分子固有的振荡频率。
Av % v0+2Av图1经典拉曼振动谱经典理论无法解释反斯托克斯线比斯托克斯线的强度弱几个数量级且总是先于反斯托克斯线出现的实验结果。
从量子力学的角度能够解释受激拉曼散射。
介质中的分子和原子在其平衡位置附近振动，将量子化的分子振动称为声子。
自发拉曼散射是入射光子与热声子相碰撞的结果。
受激声子是在自发拉曼散射过程中产生的，当入射光子与这个新添的受激声子再次发生碰撞时，则再产生一个斯托克斯光子的同时又增添一个受激声子，如此继续下去，便形成一个产生受激声子的雪崩过程。
产生受激声子过程的关键在于要有足够多的入射光子。
光纤拉曼放大技术
但光纤拉曼放大器在实际应用中最关键 的是获得合适波长的高功率抽运源，这 也是以往限制光纤拉曼放大器实现远距 离大容量光通讯应用，并走向实用化的 主要原因。随着半导体激光器技术、特 种光纤技术的发展，特别是随着高功率 光纤激光器的研制成功，使光纤拉曼放 大器已成为实现超宽大容量远距离光通 讯的最佳选择。
我国在“十五”863计划中明确提出研制 宽带光纤拉曼放大器，要求在2003年11 月底前掌握波分服用（WDM）超长距离 光传输的系统技术，研制出宽带拉曼光 纤放大器。
宽带拉曼光纤放大器对抽运源
的要求主要有以下几点：
（1）要有较高的输出功率，对于分立式放大 器抽运功率要达到1W左右，分布式放大器的 抽运功率也需200包层光纤横剖面
保护层 外包层 内包层 纤芯
图3-2d D形内包层双包层光纤横剖面
保护层 外包层 内包层 纤芯
星型内包层双包层光纤横剖面
保护层 外包层 内包层
图3-2a 矩形内包层双包层光纤横剖面
镱目 双前 包应 层用 石最 英多 光的 纤仍 。然
是 内 包 层 为 矩 形 的 掺
三．高功率双包层光纤激光器
光纤激光器同半导体激光器和大型激光 器相比，因具有结构简单、散热效果好、 转换效率高、低域值等优点而备受青睐。 但对于1μｍ左右的波长而言，典型的纤 芯直径为4μｍ，这一芯径远小于透镜聚 焦后高斯光束的光斑直径。由于抽运光 是直接耦合进直径低于10μｍ的纤芯， 这便限制了抽运光的入纤效率，也限制 了其应用范围。
现在，可用于光通信领域的掺镱的双包层光纤
激光器国外已有产品出售，但也只有美国的 IPG Photonics ,JDS Uniphase 和SDL以及俄罗斯 的IRE POLUS 等几家公司，它们所用的是长度 大都是50m（或20m）的石英基双包层光纤。 美国IPG公司已经可以提供5~20W、光束质量 因子小于1.05、线偏振输出、波长1064nm的掺 镱双包层光纤激光器。然而， 由于石英双包层
拉曼放大器基本原理及其优点
拉曼放大器基本原理及其优点
拉曼放大器是一种基于拉曼散射效应的光纤放大器，它可以在光纤通信系统中实现信号的放大和增强。
拉曼放大器的基本原理是利用光纤中的拉曼散射效应，将输入信号的能量转移到另一个频率上，从而实现信号的放大。
拉曼散射是一种光学现象，当光线通过介质时，会与介质中的分子或原子发生相互作用，从而产生散射。
在拉曼散射中，光子与介质中的分子或原子发生相互作用，从而改变了光子的能量和频率。
当光线通过光纤时，也会发生拉曼散射，从而产生信号的能量转移和频率变化。
拉曼放大器利用光纤中的拉曼散射效应，将输入信号的能量转移到另一个频率上，从而实现信号的放大。
拉曼放大器的优点是具有高增益、宽带宽、低噪声和无需外部光源等特点。
由于拉曼放大器不需要外部光源，因此可以减少系统的复杂性和成本。
此外，拉曼放大器还可以实现波长转换和信号重复等功能，从而提高系统的灵活性和可靠性。
拉曼放大器的应用范围非常广泛，包括光通信、光传感、光谱分析等领域。
在光通信系统中，拉曼放大器可以实现信号的长距离传输和增强，从而提高系统的传输距离和传输速率。
在光传感系统中，拉曼放大器可以实现高灵敏度的光学传感，从而实现对温度、压力、应力等物理量的测量。
在光谱分析领域，拉曼放大器可以实现高分
辨率的光谱分析，从而实现对物质结构和成分的分析和识别。
拉曼放大器是一种基于拉曼散射效应的光纤放大器，具有高增益、宽带宽、低噪声和无需外部光源等特点。
它在光通信、光传感、光谱分析等领域具有广泛的应用前景。
拉曼放大器基本原理及其优点
拉曼放大器基本原理及其优点拉曼放大器是一种利用拉曼散射原理实现放大的光学器件。
其基本原理是在拉曼光谱中，激发原子或分子的光子能量与散射出的光子能量具有一定的频率差，该频率差对应着激发原子或分子的振动能量。
当入射光通过物质时，会与物质中的分子发生作用，散射光中就会出现与物质分子振动频率相应的拉曼信号，该信号在频谱上呈现为轻微的频移。
拉曼放大器利用这种拉曼效应，使输入波长为λi的光在光纤中传输时，与光纤中的介质分子相互作用发生拉曼散射而产生频移，再以此频率为中心进行光放大，从而扩大光信号。
相对于半导体光放大器，拉曼放大器有以下优点：1、波长可调拉曼放大器实质上是利用物质分子的振动产生的Raman 效应进行的光放大，它不像半导体放大器一样是在带宽受到限制的GaAs材料上进行的。
因此，拉曼放大器具有高的波长可调性，可以在光纤通信系统中实现调谐波长的需求。
2、光子损耗小拉曼放大器产生的光信号是由于光子的衰减而产生的，光子不会被额外的电子流耗散掉，所以光子损耗小。
而在 semiconuctor-based systems 中，电子散射消耗了大量光子，从而导致了能量的浪费以及产生更多的噪声。
3、信噪比高在光纤通信系统中，噪声是一个很重要的问题。
由于在拉曼放大器中，光主要是通过拉曼光谱中原子或分子的振动产生的，所以噪声比功率等级低。
因此，在拉曼放大器中，信噪比高，可以有效地避免噪声产生的问题。
4、光削弱小在纯粹的光学信号传输中，一个简单的问题是光损失。
在传统光纤之间，lightsignal 在经过一定长度的距离之后就会被光纤本身吸收而削弱。
而在拉曼放大器中，因为产生的光子数比传统半导体系统中产生的光子数少了很多，所以会使光削弱减小。
然而，与半导体光放大器相比，拉曼放大器的缺点是需要更高的输入功率，因为拉曼效应本身是很弱的。
因此，在光通信系统中需要高功率激光和稳定的放大器设计，这会增加光通信系统的成本和复杂度。
拉曼光放大器
优点
(1) 拉曼放大是一个非谐振过程，增益谱响应仅依赖于泵浦波长和 泵浦功率，只要有合适的泵浦光源，就可得到任意波长(1260-1675nm) 的拉曼放大。 (2)和大多数介质中在特定频率上产生拉曼增益情况相反，石英光 纤中的拉曼增益可在很宽的范围内连续地产生，因此可用作宽带放大器。 (3)通过合理选择泵浦波长，可以精确地确定拉曼增益谱形状和增 益带宽，在补充和拓展掺饵光纤放大器的增益带宽方面表现出极其诱人 的前景。 (4)光纤拉曼放大器可与其它如掺铁光纤放大器(TDFA)、掺谱光纤放 大器(PDFA)等级联，产生宽带、平坦的增益，可用于超宽带波分复用系 统
1
2 3
拉曼光纤放大器
石英光纤具有很宽的受激拉曼散射(SRS)增 益谱，并在频移量13THz附近有一个较宽的 主峰。如果一个弱信号与一强泵浦光波同时
在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦波
的拉曼增益带宽内，弱信号即可得到放大， 这种基于SRS机制的光放大器即称为光纤拉 曼放大器。
各类光纤放大器对应不同波段的放大，如图所示。从图中可以看出，FRA 具有明显的宽带宽特性。FRA是目前唯一能在1260-1675nm的光谱上进行放大 的光放大器，目前己成为研究热点，其发展前景看好。
右图显示了归一化饱 和增益GS l GA随。、(即 P (0))增大时呈现的饱和 特性。当仇民}1时，增 益降为原来的二分之一 (3dB），此时的信号功 率己接近泵浦功率，相 应的泵浦输入功率界(0) 实际可以代表饱和输出 功率。
光纤拉曼放大器(FRA)的噪声特性
(1)自发辐射噪声(ASE) ASE噪声是由于自发拉曼散射经泵浦光的放大而产生的覆盖整个拉曼增益谱的背景噪声。显然， 泵浦光越大，ASE噪声越大。并且接收端的光滤波器带宽越窄，ASE噪声功率越小。当光纤中有 信号输入时，自发辐射噪声与信号相互作用，产生信号一ASE拍频噪声和ASE拍频噪声。对于一 个设计较好增益较大的拉曼放大器系统，影响性能的主要是信号一ASE拍频噪声。要降低拍频噪 声最好的方法是采用窄带光滤波器。一般分立式FRA的ASE噪声特性小于4. 5dB，优于EDFA(典型 值5dB (2)串话噪声 串话噪声分为两种。一种是由于泵浦光源的波动而造成的泵浦一信号间串话。另一种是由于泵 浦源同时对多个信道放大而导致的泵浦介入一信号间串话。第一种串话是由于泵浦波动造成增益 波动从而导致信号的噪声，因此必须通过反馈等技术来稳定泵浦，另外采用后向泵浦也可以稳定 增益。第二种串话主要是由于泵浦光对放大单一信道与放大多个信道的增益不同而造成。具体表 现为当两个相邻的信道，一个信道传号而另一个信道空号时，传号的增益小，从总体上看就表现 为一个信道信号对另一个信道的调制作用。根据文献[y6」的结论，信号功率越大，串话越严重; 泵浦功率越大，串话越严重;泵浦光到信号光的转换效率越高，串话越严重。当采用后向泵浦时， 由于泵浦功率的平均作用，串话性能明显优于前向泵浦的情况。因此在用拉曼放大器放大DWDM 系统时，应尽量采用后向泵浦，且泵浦功率不能过高。
拉曼放大技术在光纤通信系统中的应用
拉曼放大技术在光纤通信系统中的应用作者：丁学强来源：《中国科技博览》2015年第22期[摘要]在长途和超长的DWDM光纤系统市场中，由于拉曼放大在光传输系统扩容和增加传输距离方面具有巨大的优势和潜力，被认为是新一代高速超长距离DWDM光纤通信骨干网中的核心技术之一。
[关键词]拉曼发大光纤通信 DWDM中图分类号：TE34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0213-01引言在信号放大段内的光信号的光强分布与放大方案有很大关系，并可通过拉曼泵浦功率和泵浦方向来控制。
通过仔细地选择泵浦光波长，传输光纤长度和种类，可以制定出多种优化方案，例如，通过频率相关的拉曼增益来实现整体增益的平坦，优化可以通过数字模拟来研究和分析。
考虑到发射机的色散容限，选择补偿100km的色散补偿模块。
实验结果为：拉曼放大器为增益11dB时，系统灵敏度为-35.5dBm；拉曼放大器增益为16dB时，系统灵敏度为-36.5dBm；拉曼放大器增益为20dBm时，系统灵敏度为37.5dBm。
实验结果表明，将拉曼故大器和EDMA结合而形成的混合放大器将大大提高10Gbit/s系统的接收性能。
一、在单纤单向WDM系统中拉曼放大器的应用多波段WDM中分布式拉曼放大器的设计方案，采用多泵浦源，对波长区间为80nm宽的WDM信号进行增益均衡。
信号波长覆盖近82nm，波长间隔为50GHZ，共计波长的发送光功率为-3dB左右，光纤为60Km的SSMF，8泵源后向拉曼放大，8个拉曼泵浦源的输出光功率范围为19.5～21.5dBm，通过对选择泵浦波长的优化，能够保证很好的增益平坦度。
泵浦源的波长间宽为86mm，8个波长的间隔不均匀，与WDM信号波长的差值为77～163mm，注意其中波长最短的4个泵浦的间距基本相同，其他4个的间距要大很多。
对于泵浦波长间距的选择有两个原因，首先，拉曼增益响应是非对称的，在泵浦波长与信号波长差值小于100mm时，增益与差值呈线性增长，其次，泵浦和泵浦间有着很强的相互作用，由于拉曼泵浦的间隔跨度为86mm，相互之间的拉曼放大已经很严重了。
华为光传输技术-拉曼放大器
关于本章
19.1 拉曼放大器简 介随着光纤通信带宽需求的不断提高，拉曼放大器已成为该领域的研究热点，并得到广泛 地应用。本节简要介绍拉曼放大器的功能，分类以及应用。 19.2 可获得 性本节介绍支持拉曼放大器的设备以及软件版本信息。 19.3 功能实 现拉曼放大技术是基于受激拉曼散射现象实现的。本节介绍受激拉曼散射概念以及应用。 19.4 拉曼放大器的应 用拉曼光纤放大器一般是和掺铒光纤放大器配合使用，可分为前向泵浦和后向泵浦方式。 19.5 拉曼放大器对传输光纤的要 求拉曼放大器采用传输光纤作为增益介质，对传输光纤质量要求较高。 19.6 拉曼放大器开局调测指 导介绍拉曼放大器的开局注意事项和调测方法。 19.7 更换拉曼放大单 板该任务描述如何更换拉曼放大单板。 19.8 故障处 理本节介绍拉曼系统常见故障处理方法。 19.9 维护案 例本节收集了在现网运维过程中出现的涉及拉曼系统的典型维护案例。 19.10 相关告警与性能事 件本节介绍涉及拉曼系统的相关告警与性能事件。
本公
表司器研均1发为9-的分1拉拉布曼式曼放拉放大曼大单板类型描述
放大器,需要与 EDFA配合使用。单 板详细信息请参见 《硬件描述》。
19.2 可获得 性
本节介绍支持拉曼放大器的设备以及软件版本信息。 OptiX BWS 1600G支持拉曼放 大器的设备及网管版本以及对应关系如表 19-2所示。
表 19-2 OptiX BWS 1600G支持拉曼放大板的设备及网管版本
图 19-1拉曼放大器增益谱示意图
pump gain
拉曼
放大器增益是开关
增益，即放大器打
19.4
拉曼放大器的应 开与关闭状态下输 出功率的差值。
用
拉曼光纤放大器一般是和掺铒光纤放大器配合使用，可分为前向泵浦和后向泵浦方式。
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DWDM系统拉曼放大器的原理及应用华为技术有限公司版权所有侵权必究修订记录目录1前言 (5)2拉曼放大器原理 (5)2.1受激拉曼散射概念 (5)2.2受激拉曼散射的应用 (5)2.3拉曼放大器的分类 (6)2.4拉曼放大器的特点 (7)3拉曼放大器的应用 (8)3.1拉曼放大器的特性 (8)3.1.1 2.2 拉曼放大器在DWDM中的应用 (9)4工程中应用注意事项 (10)4.1端面要保持清洁 (10)4.2光缆性能保证 (11)4.3其他注意事项 (11)关键词：拉曼放大器摘要：本资料详细描述了拉曼放大器基本理论及在DWDM系统中的应用。
缩略语清单：无。
参考资料清单：无。
DWDM系统拉曼放大器的原理及应用1 前言近年来，随着数据通信和INTERNET的发展，密集波分复用通信系统的带宽需求不断提高，拉曼放大器作为DWDM系统中的关键技术，已经成为光纤通信领域研究的热点。
由于其具有极宽的增益带宽，极低的噪声系数，拉曼放大器在超大容量高速长距离DWDM系统中得到广泛的应用，可以大幅度提升现有光纤系统的容量，增加无电再生中继的传输距离，降低系统的成本。
EDFA和拉曼放大器的有机结合，是目前的通信系统中比较成熟的一种方式。
2 拉曼放大器原理2.1 受激拉曼散射概念在常规光纤传输系统中，由于光功率并不大，因此光纤主要呈现线性传输特性。
然而随着光纤放大器的应用，光纤在一定条件下开始呈现出非线性特性，并最终成为限制系统性能的因素之一。
受激拉曼散射就是非线性效应中的一种。
当一定强度的光入射到光纤中时会引起光纤材料的分子振动，进而调制入射光强，产生间隔恰好为分子振动频率的边带。
低频边带称斯托克斯线，高频边带称反斯托克斯线，前者强度较高。
这样，当两个恰好频率间隔为斯托克斯频率的光波同时入射到光纤时，低频波将获得光增益；高频波将衰减，其能量转移到低频段上，这就是受激拉曼散射（SRS）。
由于受激拉曼散射SRS激发的是光频支声子，其产生的拉曼频移量一般在100GHz~200GHz，且门限值较大，在1550nm处约为27dBm，一般情况下不会发生。
但对于WDM系统，随着传输距离的增长和复用的波数的增加，EDFA放大输出的光信号功率会接近27dBm，SRS产生的机率会增加。
2.2 受激拉曼散射的应用高强度电磁场中任何电介质对光的响应都会变成非线性，光纤也不例外。
受激拉曼散射（SRS）是光纤中一个很重要的三阶非线性过程。
它可以看作是介质中分子振动对入射光（泵浦光）的调制，从而对入射光产生散射作用。
假设入射光的频率为ωl，介质的分子振动频率为ωv，则散射光的频率为：ωs＝ωl－ωvωas＝ωl＋ωv这种现象叫SRS。
在此过程中产生的频率为ωs的散射光叫斯托克斯光（Stokes），频率为ωas的散射光叫反斯托克斯光。
对斯托克斯光可以用物理现象描述如下：一个入射的光子消失，产生一个频率下移（约13THz）的光子（即stokes波），剩余能量则被介质以分子振动的形式吸收，完成振动态之间的跃迁，使能量和动量守恒。
普通的拉曼散射需要很强的激光功率。
但是在光纤波导中，光纤作为非线形介质，可将高强度的激光场与介质的相互作用限制在非常小的截面内，大大提高了入射光场的光功率密度，在低损耗光纤中，光场与介质的作用可以维持很长的距离，其间的能量耦合进行的很充分，使得在光纤中利用受激拉曼散射成为可能。
光纤拉曼放大器是SRS的一个重要应用。
由于石英光纤具有很宽的SRS增益谱，且在13THz附近有一较宽的主峰。
如果一个弱信号和一个强的泵浦波在光纤中同时传输，并且它们的频率之差处在光纤的拉曼增益谱范围内，弱信号光即可得到放大，这种基于SRS机制的光放大器即称为光纤拉曼放大器。
如图1所示即是拉曼放大器的增益谱示意图。
某一波长的泵浦光，在其频率下移约为13THz（在1550nm波段，波长上移约为100nm）的位置可以产生一个增益很宽的增益谱。
图1. 拉曼放大器增益谱示意图2.3 拉曼放大器的分类光纤拉曼放大器可分为两类：分立式拉曼放大器和分布式拉曼放大器。
前者结构中用专门的增益放大光纤进行增益放大，泵浦功率要求很高，一般在几到十几瓦特，可产生40dB以上的高增益，象EDFA一样用来对信号光进行集中放大，因此主要用于EDFA无法放大的波段。
对于后者，传输光纤即为增益介质，一般几十公里，泵源功率可降低到几百毫瓦，主要与EDFA混合使用，另外与光信号的传输速度相比，拉曼放大器的放大过程是非常缓慢的，用于DWDM通信系统性能的提高，抑制非线性效应，提高信噪比。
这种分布式拉曼放大技术由于其一系列优点得到了广泛关注，并已经在通信系统中得到了应用。
我们的拉曼放大器就是分布式的,需要和EDFA配合使用。
2.4 拉曼放大器的特点光纤拉曼放大器有三个突出的特点：第一，利用受激拉曼散射可制作超宽带光纤放大器，由于拉曼放大器的增益波长由其泵浦光波长决定，只要泵浦源的波长适当，理论上可得到任意波长的信号放大；实际上，拉曼放大器可以适用从1300nm到1700nm的整个频段。
若拉曼放大器用不同的多个波长同时泵浦，还可以获得带宽达几十到100nm左右的超宽带放大波段。
如图2所示即为三波长泵浦组成的宽带光纤拉曼放大器的增益谱示意图。
另外，在波长较短的波段，拉曼放大器的增益有随着波长增加而增大的现象。
相反对于EDFA则从1560nm波长起，增益有随波长增加而减少的趋势。
于是，采用分布式拉曼光纤放大与掺铒光纤放大相结合可得到超宽带平坦的增益曲线。
例如将拉曼放大器与氟化物玻璃EDFFA两种光纤放大器的增益特性互补，可获得1530～1600nm的超宽带平坦增益特性。
图2. 多波长泵浦组成的宽带FRA增益谱示意图第二，在分布式拉曼光纤放大器中，其增益介质为传输光纤本身，使拉曼放大器可以对光信号进行在线放大，构成分布式放大，实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通信等不方便设立中继器的场合。
而且因为放大是沿光纤分布而不是集中作用，光纤中各处的信号光功率都比较小，从而可降低非线性效应尤其是四波混频效应的干扰，减轻信道间串扰的影响，这对于大容量超长距离WDM系统是十分适合的；第三，噪声指数低。
当拉曼放大器与常规EDFA混合使用时可大大降低系统的噪声指数，增加传输跨距。
3 拉曼放大器的应用3.1 拉曼放大器的特性光纤中受激拉曼散射谱（也就是拉曼增益谱）可以参见图3。
由于受激拉曼放大是偏振相关的，也就是当信号光和泵浦光的偏振方向一致时，信号光能够获得最大的增益，所以图中给出了信号光和泵浦光同偏振和正交时的增益谱。
实际的分布式拉曼放大器，由于其传输光纤很长，信号光和泵浦光的偏振方向都无法保持，基本上是随机的，所以整个拉曼放大器中的增益系数为：（同偏振时的增益+正交时的增益）/2；图3. 光纤中的受激拉曼增益谱正交偏振时几乎没有增益，所以整个拉曼放大器中的增益就是同偏振时增益的一半，而增益谱的形状基本上和同偏振时一样。
因此我们使用两个偏振垂直的泵浦光做为一组，以实现相应规格的增益。
同时，由于分布式拉曼放大器的增益介质是传输光纤自身，所以在不同类型的光纤中体现出的增益特性也各不相同。
G.655和G.652光纤在拉曼应用上的区别：1、增益不同。
G.655光纤的拉曼系数比G.652的大，因此在相同泵浦功率下，拉曼放大器在G.655光纤中的增益要比在G.652光纤中大。
2、在G.655光纤中，拉曼放大器的噪声比G.652光纤中大一些，但差别相对比较小。
3.1.1 2.2 拉曼放大器在DWDM中的应用在DWDM系统中，为了灵活的满足用户的多种需求，现在系统中应用的拉曼放大器有三种结构，RPC由两组波长泵浦组成，针对于C波段，应用于C波段系统中；RPA由三组波长泵浦组成，针对于C+L波段，应用于C+L波段系统中；RPL则是用于C波段系统向C+L波段系统升级的产品，由一组波长泵浦组成。
他们位于DWDM系统的接收端，通过向传输光纤发送大功率泵浦光使信号光在传输过程中得以放大。
在DWDM系统中，拉曼放大器不是孤立的，而是与特殊设计的EDFA混合应用。
如图4所示，拉曼放置在接收系统的最前端，把泵浦光送入传输光纤同时将放大的信号光分离出来输出到后续的EDFA中。
图4. 拉曼放大在DWDM系统中的位置1600G拉曼放大器系统规格1、拉曼放大器的工作带宽可宽达100nm，具体使用多大的工作带宽是由系统的具体配置来决定的。
2、增益平坦度指标是针对拉曼放大单元，即拉曼放大器与相应的EDFA配合提出的，在系统中，还考虑了相应传输光纤对平坦度的影响。
因此，和拉曼放大器配套使用的EDFA可以不要求具有增益预倾斜的功能。
3、拉曼放大器的有效增益是指拉曼放大器对通信信号的实际增益，而业内通常描述拉曼放大器增益的是开关增益，即拉曼放大器开与关状态下EDFA输出光功率的差值，要注意的是，此值与其有效增益相比，要大1dB左右。
4 工程中应用注意事项基于拉曼放大器的特点：采用传输光纤做为增益介质，以及很强的输出光功率，因此在工程中需要有一些特殊的注意事项。
4.1 端面要保持清洁拉曼放大器的输出功率很高，若光纤跳线端面存在灰尘，光纤端面上的污物会吸收光能量发热，很容易造成跳线损伤、烧毁，影响系统性能。
因此，一定要保证连接到输入端的跳线的端面清洁，同时拔插光纤头力度要适中，以免APC的光纤头损坏。
在拉曼放大器开工之前，请将放大器输入输出端跳线，尤其是输出端E2000/APC跳线及局方ODF架上与其联结的跳线接头利用擦纤器清洁一遍。
清洁的标准是跳线接头无灰尘，观测的方法是利用光纤端面显微镜观察。
要注意的是，观测前一定要确认跳线中是否无光，若有光请关断光源，否则，容易损伤眼睛及显微镜。
清洁过程中应注意，如果是用擦纤纸清洁，请不要重复使用，以免交差感染，如果跳线接头较脏，请用擦纤纸沾酒精擦拭，再用干净、无酒精的擦纤纸擦拭。
或者用擦纤器擦拭，同样要注意，擦纤器中TAP用完后，请不要重复利用。
再次提醒，请不要在存在光信号的情况下，直接用眼睛或通过显微镜来观测光纤端面！DWDM 系统拉曼放大器的原理及应用 文档密级：内部公开2005-3-24华为机密，未经许可不得扩散 第11页, 共11页 4.2 光缆性能保证拉曼放大器的增益介质即是传输光缆本身，因此，传输光缆的种类及质量对拉曼放大器的性能有很大影响。
光缆如果质量较差，特别是近拉曼放大器一端的质量较差－－有大的损耗点或者有较大的反射系数，将严重影响系统性能，甚至造成线路烧毁，因此，拉曼放大器开通前对光缆进行相应测试是必需的步骤。
同时，因为拉曼大器的80％增益在距离放大器的25Km 以内，所以在这25Km 光纤不能有太大的衰耗，更不能有衰耗的跳变，如不好的熔接点，接触不好的连接点。