二阶光纤拉曼放大 - 通信人家园

说二阶拉曼，首先还得清楚拉曼放大器的原理，在之前的文章“【波分百科0003】拉曼放大器的由来”有专门写过。

拉曼放大器是利用受激拉曼散射效应（Stimulated Raman Scattering），通过将强泵浦光和较弱的信号光同时在一根光纤中传输，强泵浦光与光纤发生振荡散射，然后以较长频率的光发射出去，而这个频率的光就是我们弱信号光的频率。

针对特定频率的泵浦光，在光纤介质中，需要信号光与泵浦光满足峰值增益频偏13.2THz差，也就是下面图中大约100nm的频谱偏移，信号光正好处于这个增益谱宽内就可以了。

上面所说的拉曼放大只用到一个泵浦光，对于C波段，这个泵浦光的中心波长为14XXnm(1455nm左右)。那么，是不是用一个泵浦光源我们就称之为一阶拉曼放大，用到两个泵浦光源就是二阶拉曼放大呢？

显然不是的，我们在前面的文章提到过，为了实现所需波段的拉曼放大，比如说C+L波段，96波系统的放大（一般为80波系统居多），我们就需要多个泵浦光波长同时来照射介质光纤。这些多个泵浦光的地位是同等的，都是用来激发光纤的拉曼效应，并不是多阶拉曼放大。

在应用场景上，当跨距不是很长时，通常普遍只用到一阶拉曼，而二阶光纤拉曼放大器专用于长距离光传输系统与密集型波分复用光传输系统的光信号放大，用于对普通拉曼放大系统的增益增强。具有带宽大、增益高、噪声低的特点，有效增加拉曼放大器的性能，更适用于长距离无中继光纤通信系统。

二阶拉曼放大就是在一阶拉曼放大的基础上，增加了13xxnm窗口的泵浦光，13xxnm的泵浦光首先对14xxnm的泵浦光进行放大，14xxnm的泵浦光再放大1550波段的信号光，从而光纤中出现了两次拉曼放大。这里的关键是，13xxnm泵浦光和14xxnm泵浦光不是同时直接照射光纤，而是13xxnm来照射14xxnm，14xxnm泵浦光再来照射光纤。引入二阶泵浦后，允许一阶泵浦的功率很低，这样高功率二阶泵浦就成为了主要能量供给，易实现高增益。

根据一阶和二阶泵浦入射位置先后的不同，二阶拉曼分为二阶后向泵浦方式和二阶前向泵浦方式。

二阶前向泵浦：信号光入射端和输出端都能放大信号，构成双向泵浦，比常规的双向泵浦放大相比，可以更好的减小信号与泵浦光之间的干扰。

好了，今天先聊到这了，若有不严谨的地方请见谅，感谢您的阅读，码字不容易，希望得到您的支持！