拉曼光(guang)纖放大器（Raman Fiber Amplifier, RFA)，是利(li)用強激(ji)光(guang)在光(guang)纖中(zhong)傳輸(shu)時的(de)三階非線性效(xiao)應(ying)—受激(ji)拉曼散射效(xiao)應(ying)（SRS：Stimulated Raman Scattering）來工作的(de)。
如(ru)果一個(ge)弱(ruo)信(xin)號(hao)(hao)光(guang)(guang)(guang)與一個(ge)強(qiang)(qiang)泵浦光(guang)(guang)(guang)同時在一根光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中傳輸，并且弱(ruo)信(xin)號(hao)(hao)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)波長(chang)在泵浦光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)拉曼增益(yi)帶寬內(nei)，則強(qiang)(qiang)泵浦光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)能量(liang)通過(guo)SRS耦合到光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)硅(gui)材料的(de)(de)(de)振蕩模中，然(ran)后又(you)以較長(chang)的(de)(de)(de)波長(chang)發射，該(gai)波長(chang)就是(shi)信(xin)號(hao)(hao)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)波長(chang)，從而使弱(ruo)信(xin)號(hao)(hao)光(guang)(guang)(guang)得到放大，獲得拉曼增益(yi)。
拉曼光纖放大器的分類
RFA主(zhu)要分為兩(liang)類：分立式（或(huo)集(ji)中式）RFA和分布式RFA。它(ta)們(men)各有特(te)點(dian)，并適合于不同的應用領域。
分(fen)立式RFA采用的(de)(de)放大介質通常是色散補償光纖（DCF）或高非線性光纖。所用的(de)(de)增(zeng)(zeng)益光纖相對比較短(duan)，一(yi)般是幾公里(li)。由(you)于(yu)分(fen)布放大效率(lv)較低的(de)(de)原因，要產(chan)生很高的(de)(de)增(zeng)(zeng)益，就要求泵浦的(de)(de)功率(lv)比較高，成本相應增(zeng)(zeng)加
分布式RFA則是利用了(le)普通(tong)單模光纖(xian)作為增益介質。所用的(de)增益光纖(xian)很長，一般是幾十公里，泵浦(pu)的(de)功(gong)率可以降低到幾百毫瓦，主要是和EDFA配合使用，提高系統的(de)性(xing)能。
拉曼光纖放大器的優點
RFA是超寬帶光(guang)纖(xian)放(fang)大(da)器：普通光(guang)纖(xian)的低損耗區(qu)間是1270 nm~1670 nm，EDFA只(zhi)能工(gong)作在1525 nm~1625 nm范圍內，而RFA可以(yi)(yi)全波長放(fang)大(da)。可以(yi)(yi)利用多個泵(beng)浦，適當的選擇泵(beng)浦的波長和功率可以(yi)(yi)實現較寬的平坦增(zeng)益譜。
RFA增益介(jie)(jie)質(zhi)是傳(chuan)輸光纖(xian)本(ben)身。光纖(xian)拉曼(man)放大(da)器不像EDFA那樣需要用特殊摻雜光纖(xian)作為放大(da)介(jie)(jie)質(zhi)，它的放大(da)介(jie)(jie)質(zhi)就是傳(chuan)輸光纖(xian)本(ben)身。毫無(wu)疑問，這樣很大(da)程度(du)上降低了成本(ben)。
噪(zao)聲(sheng)指數低：同EDFA二者(zhe)配合(he)使用(yong)，可(ke)以降(jiang)低系(xi)統噪(zao)聲(sheng)系(xi)數，這樣可(ke)以增(zeng)加無中繼距離。。
可(ke)以實現分布式放大：實現長距離傳輸和遠程泵(beng)譜，特別適合(he)海底，沙漠(mo)光(guang)纜通信等(deng)不方(fang)便設立中繼器的(de)場合(he)。另外，因為放大器是沿光(guang)纖分布而不是集中作(zuo)用(yong)，所以光(guang)纖各處的(de)信號功(gong)率都比較小，可(ke)以降低非線性效應尤(you)其是四波(bo)混頻效應。
拉曼光纖放大器的缺點
增益(yi)不(bu)高(gao)：一般(ban)RFA的增益(yi)都(dou)小于15 dB
增益具有偏正相關性：RFA的增益與光的偏振態有密切的關系
泵浦效率較低：一般(ban)只有(you)10%~20%左右。
拉曼光纖放大器的應用
提升系(xi)統容(rong)量：傳輸速率不變的情況下，可通過增加(jia)信道(dao)復用(yong)(yong)數來(lai)提高系(xi)統容(rong)量。開辟新的傳輸窗(chuang)口是增加(jia)信道(dao)復用(yong)(yong)數的途徑，RFA的全波段放大(da)正(zheng)好滿足(zu)要求(qiu)。
拓(tuo)展頻(pin)譜利(li)用(yong)率和提高(gao)傳(chuan)輸系統速率。RFA的全波段(duan)放大(da)特性使(shi)得它可以工作在(zai)光纖(xian)整個低損耗區，拓(tuo)展了頻(pin)譜利(li)用(yong)率，提高(gao)了傳(chuan)輸系統速率。
增加無中繼傳輸(shu)舉例。無中繼傳輸(shu)距離(li)主要是(shi)由(you)光傳輸(shu)系統信噪(zao)比決定的(de)，分布式(shi)RFA的(de)等效噪(zao)聲(sheng)指數(shu)極低（-2 dB~0 dB），比EDFA的(de)噪(zao)聲(sheng)指數(shu)低4.5 dB。
補(bu)償DCF的(de)損耗。DCF的(de)損耗系(xi)數(shu)遠比(bi)單模光(guang)纖和非零色散(san)位移光(guang)纖大，比(bi)拉曼增益系(xi)數(shu)也大。采用DCF與RFA相結合的(de)方(fang)式，既可以(yi)進行(xing)色散(san)和損耗的(de)補(bu)償，同時還(huan)可以(yi)提高(gao)信(xin)噪比(bi)。
通(tong)信系統(tong)(tong)升級(ji)。在接(jie)收(shou)(shou)機性能不變的(de)前(qian)提下，如果增(zeng)加(jia)系統(tong)(tong)的(de)傳輸速率，要保證(zheng)接(jie)收(shou)(shou)端的(de)誤碼率不變，就必須增(zeng)加(jia)接(jie)收(shou)(shou)端的(de)信噪比。采用與前(qian)置放大器相(xiang)結合的(de)RFA來提高信噪比，是(shi)實現系統(tong)(tong)升級(ji)的(de)方法之(zhi)一。
RFA由于具(ju)有(you)全(quan)波段放(fang)大(da)、低噪聲、可以(yi)抑(yi)制非線性(xing)效應(ying)和能進行(xing)色(se)散補(bu)償等(deng)優點(dian)，近年(nian)引起人們(men)廣(guang)(guang)泛關注，現已(yi)逐步走向商(shang)用(yong)(yong)。RFA主要(yao)用(yong)(yong)做分布式(shi)放(fang)大(da)器(qi)，輔助EDFA進行(xing)信號放(fang)大(da)，也可以(yi)單獨使用(yong)(yong)，放(fang)大(da)EDFA不能放(fang)大(da)的(de)波段，同時(shi)克服了(le)EDFA級聯噪聲大(da)及放(fang)大(da)帶寬(kuan)有(you)限等(deng)缺點(dian)。目前RFA在(zai)長距離骨干網和海底光纜中傳(chuan)輸的(de)地(di)位已(yi)得到承認；在(zai)城(cheng)域網中，RFA也有(you)其利用(yong)(yong)價值。通信波段擴展和密集波分復用(yong)(yong)技(ji)術的(de)運用(yong)(yong)，給RFA帶來了(le)廣(guang)(guang)闊的(de)應(ying)用(yong)(yong)前景。RFA的(de)這一系列優點(dian)，使它有(you)可能成為(wei)下一代(dai)光放(fang)大(da)器(qi)的(de)主流。
（來源(yuan)：網站(zhan)，版權(quan)歸原(yuan)作(zuo)者）
