1 引言

    隨著10Gb/s DWDM長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)的大量應(yīng)用和40Gb/s技術(shù)的日趨成熟，喇曼光纖放大器的重要性日漸顯露，并逐步進(jìn)入商用。光器件制造商競(jìng)相研制出了性能優(yōu)良的喇曼光纖放大器，主要是希望利用喇曼光纖放大器特有的分布式放大、可降低非線性影響、噪聲特性好等特點(diǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)高速、大容量、長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)的發(fā)展。

    2 新型泵浦結(jié)構(gòu)的分布式喇曼光纖放大器

    傳統(tǒng)的分布式喇曼光纖放大器大都采用后向泵浦的方式，與前向以及雙向泵浦的方式相比，這種泵浦方式存在等效噪聲指數(shù)大的缺點(diǎn)，如果同時(shí)采用單一方向的泵浦結(jié)構(gòu)就不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)增益與噪聲指數(shù)的優(yōu)化。而通過(guò)雙向泵浦結(jié)構(gòu)及合理的泵浦波長(zhǎng)的選擇，在1528〜1605nm范圍內(nèi)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)增益與噪聲指數(shù)的平坦化。該泵浦結(jié)構(gòu)如圖1所示,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
                
    3 用于喇曼光纖放大器的材料和器件進(jìn)展

    目前， 輸出功率在350mW的14xxnm泵浦激光器已經(jīng)商用，此類器件同時(shí)帶有布拉格光纖光柵穩(wěn)頻器；泵浦偏振合波器件及WDM合波器件正日趨完善，特別是制約分離式喇曼光纖放大器研究進(jìn)展的增益介質(zhì)也取得了可喜的突破。
                  
    現(xiàn)在出現(xiàn)了一種采用光子晶體光纖技術(shù)研制的高非線性光纖，它彌補(bǔ)了通常色散補(bǔ)償光纖的喇曼增益系數(shù)小的問(wèn)題。這種模場(chǎng)直徑更小、喇曼增益系數(shù)更大的光子晶體光纖一經(jīng)開發(fā)成功便受到廣泛關(guān)注，其截面結(jié)構(gòu)如圖3所示。這種光子晶體光纖的特點(diǎn)是：光纖纖芯由固體的SiO2組成，模場(chǎng)直徑非常小(≤1μm)、非線性系數(shù)高；包層中有許多空氣孔，這些空氣孔主要是用來(lái)有效地降低包層的折射率。

    4 功能完善、控制靈活的喇曼光纖放大器

    國(guó)內(nèi)在喇曼放大器產(chǎn)品的研究開發(fā)方面也一直十分火熱，一些科研院所和企業(yè)單位相繼開展了喇曼放大器的研究開發(fā)。其中，武漢光迅科技有限責(zé)任公司尤為突出：公司在湖北省科技廳、國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，經(jīng)過(guò)一年多的重點(diǎn)攻關(guān)，成功開發(fā)出系列喇曼光纖放大器用無(wú)源光器件(申請(qǐng)了9項(xiàng)專利)，并在2002年率先在國(guó)內(nèi)推出喇曼光纖放大器的第一代產(chǎn)品。目前，經(jīng)過(guò)科研人員的共同努力，又順利完成了對(duì)第一代喇曼光纖放大器的產(chǎn)品升級(jí)改進(jìn)，推出了第二代系列喇曼光纖放大器產(chǎn)品。

    1) 多波長(zhǎng)喇曼光纖放大器主要特點(diǎn)

    ●泵浦波長(zhǎng)的選擇更加靈活、方便

    每個(gè)模塊內(nèi)可以裝6只泵浦激光器，因此可供選擇的泵浦波長(zhǎng)數(shù)可以分別是3、4、5、6；能夠根據(jù)客戶的不同要求給出最佳的泵浦組合方案，從而使泵浦之間的四波混頻效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響降到最低，同時(shí)更容易實(shí)現(xiàn)喇曼放大器的增益斜率的控制。由于采用的是偏振合波加消偏的合波方式，因此可以方便地實(shí)現(xiàn)任意的波長(zhǎng)組合，同時(shí)也消除了分布式喇曼放大器對(duì)偏振敏感的缺陷。

    ●結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理

    采用光電分離的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為產(chǎn)品的維護(hù)提供了便利。

    ●功能更加完善

    采用創(chuàng)新的光路設(shè)計(jì)與軟件控制，在高背景噪聲功率的情況下(ASE噪聲功率>-20dBm)能準(zhǔn)確檢測(cè)出信號(hào)光的功率，檢測(cè)范圍寬：－40〜10dBm。產(chǎn)品還實(shí)現(xiàn)了無(wú)光告警、泵浦激光器的自動(dòng)關(guān)斷功能。

    ●產(chǎn)品更加安全、可靠

    喇曼放大器的泵浦輸出功率非常高，但在光纖線路斷開時(shí)，喇曼光纖放大器就會(huì)自動(dòng)把泵浦激光器關(guān)斷，從而保護(hù)線路維護(hù)人員的安全。產(chǎn)品采用硬件控制的方式，消除了軟件控制存在的缺陷，性能更加穩(wěn)定，響應(yīng)速度更快。

    2) SDH用單波長(zhǎng)喇曼光纖放大器

    對(duì)于單波長(zhǎng)的喇曼光纖放大器，即SDH用喇曼光纖放大器的研究，主要是利用了它能夠延長(zhǎng)傳輸距離的特點(diǎn)。我們的SDH用喇曼光纖放大器采用全新的光路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了喇曼放大器的無(wú)光告警以及自動(dòng)關(guān)斷功能，同時(shí)采用優(yōu)化的泵浦波長(zhǎng)大大提高了喇曼轉(zhuǎn)換效率，在總泵浦功率相同的條件下，單波長(zhǎng)喇曼光纖放大器的增益比多波長(zhǎng)情況下提高了3〜5dB。我們的SDH用喇曼光纖放大器已成功應(yīng)用于線路損耗大于54dB的超長(zhǎng)跨距的2.5Gb/s SDH通信