分布式光纤拉曼放大器(DFRA)利用传输光纤本身作为增益介质来放大光信号。通过选择合适的抽运波长和抽运功率,可以实现宽的增益带宽和高增益平坦度的光纤拉曼放大器。DFRA具有低的噪声系数,高的光信噪比,极大地延长传输距离,降低系统成本,在DWDM中发挥巨大的作用。本论文结合浙江省科技厅重大科技项目《分布式光纤拉曼放大器的研制》来进行研究。包括对G652和DCF光纤的拉曼增益光谱的测量研究、S+C波段的分布式光纤拉曼放大器新的设计和实现、性能和噪声的测试和分析。提出了降低噪声、提高性能的措施。 论文第一章介绍了光纤拉曼放大器的基本原理,系统、全面地回顾了光纤拉曼放大器发展的历史和现状,并确定了本论文的选题及研究重点。 论文第二章对光纤拉曼放大器增益光谱的测量进行研究,提出了放大器的关键因数——光纤拉曼增益系数测量的新方法。利用较大功率抽运的自发拉曼放大散射光信号与较小功率作用下的自发拉曼散射光信号的相除提取获得光纤的拉曼增益系数,与小信号增益法相比,具有快速稳定的特点,得到的拉曼增益谱与Stolen的结果相符合。并可方便地得出增益与抽运功率的关系。 论文第三章为达到宽带平坦增益的要求,从光在光纤中与光纤介质的相互作用方程出发,编制了优化设计软件。在龙库算法的基础上,用逐步逼进法设计达到一定增益平坦度和带宽要求的S+C波段拉曼放大器结构,并确定了关于抽运方向、波长和功率的试验方案。 论文第四章根据模拟设计结果建立了100km跨距的S+C波段分布式光纤拉曼放大器实验装置,在几百mW的小功率激光抽运时,其实际增益带宽特性与模拟设计结果相符合;对较大功率抽运时,分析了抽运源激光带宽对放大器增益带宽的影响,并利用几何补偿法对增益带宽进行微调,建立的S+C波段的分布式光纤拉曼放大器达到了省科技厅重大科技项目的增益带宽指标要求。本章还对拉曼放大器的传输特性进行了详细的测试和分析,分析了抽运光与抽运光、抽运光与信号光、信号光与信号光之间的相互作用,这要对多信道信号传输产生串扰。