1、实用标准文案第一章 概论光纤通信系统 是以光纤为传输媒介，光波为载体的通信系统，主要由光发电机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。光线通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。不管是数字系统，还是 模拟系统，输入到光发射机的带有信息的电信号，都可以调制转换为光信号。光载波经过光纤线路传输到接收端。再由光接收机把光信号转换为电信号。光纤的主要作用 ：利用光的全反射原理传递光学信号，其优点是信号损耗小，抗干扰能力强。与电缆或微波等电通信方式相比， 光通信优点 ：（ 1）通信容量大（ 2 ）中继距离长（ 3）保密性能好（ 4）适应能力强（ 5 ）体积小、重量轻，便于施工维护（6）原材料资源丰富，节
2、约有色金属和能源，潜在价格低廉。光纤通信中常用的三个低功耗窗口的中心波长为： 0.85 微米 1.31 微米 1.55 微米 其中后两个的应用更为广泛。基本光纤传输系统 作为独立的“光信道”单元，若配置适当的接口设备，则可以插入现有的数字通信系统或模拟通信系统，有线通信系统或无线通信系统的发射与接收之间。光发射机、光纤线路和 光接收机，若配置适当的光器件，可以组成传输能力更强、功能更完善的光纤通信系统。 光发射机 的功能是把输入的电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光 源、驱动器和调制器组成。其中，光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本上取决于光源的特性
3、，对光源的要求是输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和 波长稳定，器件寿命长。 光纤线路 的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接头和 连接器是不可缺少的器件。实际工程中使用的是容纳多根光纤的光缆。 光接收机 的功能是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。光接 收机由光检测器、放大器和相关电路组成，光检测器是光接收机的核心，对光检测器的要求是响应度高、噪声低和响应速度快。光纤通信具有传输频带宽，通信
4、容量大 ：因为光纤通信采用的载波是光波，光波也是一种电磁波，其波长在微米量级，频率为 10 14 量级，其频率比常用的微波高 10 410 5 量级，因此理论上的通信容 量也是微波通信的 10 410 5 倍，通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽带越宽。空间光通信的定义 ：是指在两个或多个终端之间，利用空间传输的激光束作为信息载体，实现通信，又称为自由空间光通信、无线激光通信。空间光通信的优点 ：（1 ）通信容量大（ 2）体积小（ 3）功耗低（ 4）建造经费和维护经费低（ 5）还具有抗干扰性强和保密性好的优点 光纤通信所有光波的波长范围： 0.71.7 微米空间光
5、通信技术的关键技术 ：（ 1 ）激光器技术（ 2 ）捕获、瞄准、跟踪技术（ 3 ）调制、接收技术（ 4 ）空间环境适应性技术（ 5 ）小型、轻量、低功率一体化设计和制造技术 激光链路的调制与接收方式 ：激光链路的调制与接收技术集中反映了通信系统的情况。调制方式大致分为调幅、调频、调相，与之对应的接收方式有直接强度探测和相干探测。 调频调制方式在激光通信中，在组成系统的复杂性和灵敏度方面都没有优势，目前很少被采用。直接强度探测，即非相干探测这种方法具有结构简单、成本低、易实现等优点。相干探测这种方法具有接收 灵敏高、抗干扰能力等优点，但系统较为复杂，对元器件性能要求较高，特别是对波长的稳定性和谱
6、线宽度要求高。第二章 通信用光源 光源是光发射机的主要器件，其主要功能是实现信号的电光转换；光检测器位于光接收机内，主要功能是实现信号的光电转换。光线通信系统中普遍采用的 两大类光源是激光器与发光管 。在高速率、远距离传输系统中采用光谱宽度很窄的 分布反馈式激光器 和多量子阱激光器。不同光纤通信系统对于光电探测器的要求：（ 1）在光纤通信所有波长内，要有足够的灵敏度（2）要有足够的贷款，即对光信号有快速的响应能力（3）在对光信号解调的过程中引入的噪声要小（4 ）光电探测器要体积小，使用方便，可靠性要高（5 ）课低功率工作，不需要过高的偏压或偏流光线通信对光源性能的基本要求： （ 1）发光波长与
7、广宣的低衰减窗口相符（2 ）足够的光输出功率（ 3）可靠性高、寿命长（ 4 ）温度稳定性好（ 5）光谱宽度窄 【由于光纤有色散特性，使较高速率信号的传输距离受到一定限制。若光源谱线窄，则在同样条件下的无中继传输距离长】（ 6）调制特性好（ 7）与光纤的耦合效率高（ 8）尺寸小、重量轻一般光源类型与应用特点： 光纤通信使用的光源均为 半导体激光器 和 发光二极管。 半导体光源突出的优点是其工作波长可以对准光纤的低损耗、低色散窗口，此外它们还具有体积小、功率低，易于 实现内调制等特点，因而特别适用于光纤通信。半导体光源也存在缺点，包括输出功率小，热稳定性差，远场发散角大。 LD 的输出功率大，入纤
8、耦合效率高，但稳定性较差；而 LED 的输出功率小，耦合 损耗较大，但稳定性好，寿命几乎不成问题，价格较 LD 便宜。一般长途干线使用 LD 作光源，短距离的本地网发送机选用LED 。半导体光源的发光机理 ：半导件激光器是向半导体 PN 结注入电流，实现粒子数的反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光。激光振荡和光学谐振腔： 粒子数反转分布时产生受激辐射的必要条件，但还不能产生激光。只用把激活物质置于光学谐振腔中，对光的频率和方向进行选择，才能获得连续的光放大和激光振荡输出。 激光器产生激光必须具备以下条件： （ 1）必须有激光工作物质，可在需要的光范围内辐射光子（2
9、 ）工作物质必须处于粒子数反转分布状态，并使小信号增益系数大于谐振腔的平均损耗系数，从而产生光的放大系数（ 3）必须有光学谐振腔进行频率选择及产生光反馈。 阈值条件：设 增益介质单位长度的小信号增益系数为 G0 ，损耗系数为 i，两个反射镜 M1、M2 反射系数分别为 r1 和r2 。若暂不考虑其他 损耗，则由于增益介质的放大作用，腔内光功率随距离的变化可表示为 （ 2-4 ） 式中， P（ 0）为 z=0 处的光功率。光束在腔内经历一个来回后，两次通过增益介质，此时的光功率为 （ 2-5 ）要想产生振荡，必须满足P（ 2L ）P（ 0 ）即 （ 2-6 ）因此 （ 2-7 ） 式中，称为光学
10、谐振腔的平均损耗系数，它包括增益介质的本身损耗和通过两次反射镜的传输损耗。式（ 2-7 ）即为激光器的阈值条件。只有在这种情况下，光信号才能不 断得到放大，使输出光功率逐渐增强。高能级粒子不断向低能级跃迁产生受激辐射，使得低能级粒子数和高能级粒子数差减小，受激辐射作用降低，增益系数 G0 也减小，直至 G0= ，激光器维持一个稳 定的振荡，并输出稳定的光功率。 相位条件： 要产生激光振荡，除了要满足上述阈值条件外，还要满足一定的相位条件，即受激辐射光在腔内往返一次后与原有的波叠加；若要在腔中形成谐振，叠加的波 必须是相互加强的，即要求它们之间的相位差必须是2的整数倍，也就是往返一次的路径长度是
11、波长的整数倍，以形成正反馈。这可写成2L=q （ 2-8 ）式中， q 表示纵模的模数；为在谐振腔内的光波波长。光学谐振腔的折射率为n，则输出的激光波长是谐振腔内波长的n倍。输出激光波长为 （ 2-9 ）式中，为输出的激光波长； n为激活物质的折射率； q为纵模模数， q=1 ，2，3。发光二极管 的工作原理与激光器有所不同， LD 采用的是受激辐射光， LED 发射的是自发辐射光。 LED 的结构与 LD 相似，大多采用双异质结芯片，把有源层加在 P 型和 N 型限制层中间，不同是 LED 不需要光学谐振腔，没有阈值。和激光器相比，发光二极管输出光功率较小，谱线宽度较宽，调制频率较低。但发光
12、二极管性能稳定，寿命长，输出光功率范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉。因此这 种器件在小容量短距离系统中发挥了重要作用。 发光二极管具有以下特性 （ 1 ）光输出特性。当注入电流较小时，发光二极管的输出功率曲线基本是线性的（2）光谱特性。发光二极管的发射光谱比半导体激光器宽很多，因光纤的色散与光源谱宽成比例，故 LED 不能用于长距离传输（ 3）温度特性。温度对发光二极管的光功率影响比半导体激光器要小（ 4 ）发光管的频率调制特性。 LED 可调速率低。半导体光源的发光机理 ：电子在低能级 E1 的基态和高能级 Ei 的激发态之间的位置变化叫做跃迁。电子在原子核外的跃迁有三种基本方式：自发辐射
13、、受激辐射和受激吸收。为了简便起见，只考虑粒 子的两个能级 E1 和 E2（1）正常状态下，电子处于低能级E1 ，在入射光作用下，它会吸收光子的能量跃迁到高能级 E2 上，这种跃迁称为受激吸收。电子跃迁后，在低能级 E1 留下相同数目的空穴 （2） 处于高能级 E2 上的电子是不稳定的，即使没有外界的作用，也会自发地跃迁到低能级 E1 上与空穴复合，释放的能量转为光子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射。自发辐射的特点是：各个处于高能级的粒子 都是自发地、独立地进行跃迁，其辐射光子的频率不相同，所以自发辐射的频率范围是很宽的。即使有些粒子在相同的能级间跃迁，频率相同，但它们发射的方向和相位也是不同的
14、。例如，普通的光、灯 光等就是这种光，它们由不同频率、不同方向、不同相位和不同偏振方向的光子组成，叫做非相干光。（3） 处于高能级 E2 的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级 E1 上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，产生两个光子，这两个光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向、运动方向都相同，称它们为全同光子，这种跃迁称为受激辐射。因受激辐射而产生的光子与激发光子相叠加，可以使入射的光 得到放大。固体、液体、气体以及半导体激光器都是利用受激辐射过程来产生激光。受激辐射是受激吸收的逆过程。电子在E1 和 E2 两个能级之间跃迁，吸收的光子能量或辐射的光子能量都要满足玻尔条件，即 E2-E1=
15、hf12 式中， h 为普朗克常数， h=6.626 10-34J s； f12 为吸收或辐射的光子频率。半导体激光的波长： 半导体发光器件所采用的半导体材料， 根据不同的组合， 其发光波长从可见光到红外光区域。 发光波长基本上由半导体禁带宽度 （即导带与价带的能级差） Eghf 决定。由 得 出 ，其中 c为光速（ c2.99792458 108m/s ）。光子能量 E 和波长之间的变换关系为E（ eV ） 1.2398/ （m）激光器的种类：分布反馈式激光器 DFB DFB 激光器采用双异质掩埋条形结构。不同之处是它用布拉格光栅取代传统的 F-P 光腔作为光谐振器。 F-P 腔激光器，其光
16、的反馈是由腔体两端面的反射提 供的，其位置是确定的，就在端面上。光的反馈也可以是分布方式，即由一系列靠得很近的反射端面的反射提供。量子阱激光器 MQW 多量子阱结构带来了阈值电流小、输出光功率大及热稳定性好的优点。半导体激光器输出光谱线宽度和模式特性与其光增益谱分布和选模机构有关。对法布里珀罗腔激光器， 光谱线一般为多模。量子阱分布反馈激光器，由于量子尺寸效应和分布反馈光栅的选模作用，可实现高速率调制下的动态单纵模输出。分布反馈用的光栅是一种皱折波纹状结构，这种波纹状结构使光波导 区的折射率呈周期性分布，其作用就像一个谐振腔。根据光的耦合波理论，折射率呈周期性分布的光栅对其中的光有选模（波长）
17、作用。只有有源区的光波长和光栅相对应时，才能稳定地存在下去，而其 他波长的光则衰减掉了。这样，量子阱分布反馈激光器射出的光的谱线就很窄，在高速率调制下就可实现动态单纵模输出。 光纤锁模激光器： 产生激光超短脉冲的技术常称为锁模技术。这是因为一台 自由运转的激光器中往往会有很多个不同模式或频率的激光脉冲同时存在，而只有在这些激光模式相互间的相位锁定时，才能产生激光超短脉冲或称锁模脉冲。实现锁模的方法有很多种，但一般可以分成 实用标准文案 两大类：主动锁模和被动锁模。主动锁模指的是通过由外部向激光器提供调制信号的途径来周期性地改变激光器的增益或损耗，从而达到锁模目的；而被动锁模则是利用材料的非线性
18、吸收或非线性相变的 特性来产生激光超短脉冲。垂直腔面发射激光器 ： VSCEL 极大地提高了传输带宽，成为多模光纤局域网数据传输系统的新型光源。（ 1 ）发光效率高。 2）工作阈值极低，从几 mA 到十几 mA。3）动态单一波长工作。 4）不仅可以单纵模方式工作，也可以多纵模方式工作，从而减少了多模光纤应用时的相干和模式噪声。5 ）温度稳定性好。 6）工作速率高。 7）工作寿命长 8）对所有不同芯径的光纤（从单模光纤到1nm 左右的大口径光纤）都有好的模式匹配。9 ）价格低，产量高。第三章：光通信信道光纤 主要由硅酸盐玻璃、二氧化硅或塑料制成。前者主要适合用于长距离传输，后两者用于短距离传输，
19、其中塑料光纤由于损耗较大，传输距离很短，主要用于更小距离传输和一些恶劣环境中，在 恶劣环境中因其机械程度较好，所以较前两者更具有优越性。光纤是一种纤芯折射率比包层折射率高的同轴圆柱形电介质波导，它由纤芯 ， 包层， 涂敷层 三大部分组成。纤芯位于光纤的中心部位，其成分是高纯度的二氧化硅，含量达 99.999% 。此外，还掺有极少量的掺杂剂如二氧化锗、五氧化二磷等，掺有少量掺杂剂的目的是适当提高纤芯的光折射率（ n1 ）。包层位于纤芯的周围，其成分也是含有极 少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。而掺杂剂（的作用则是适当降低包层的光折射率（ n2 ），使之略低于纤芯的折射率。把光强限制在纤芯中。包层为光的
20、传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作 用。为了增强光纤的柔韧性、机械强度、可弯曲性和耐老化特性，还在包层外增加一层涂敷层，其主要成分是丙烯酸酯和硅橡胶等高分子材料，一般涂敷后的光纤外径约 1.5cm 。光纤的分类：阶跃光纤（单模） 是指在纤芯与包层区域内，其折射率分布分别是均匀的，其值分别为 n1 与 n2 ，但在纤芯与包层的分界处，其折射率的变化是阶跃的。 渐变光纤 （多模）渐变光纤是 指光纤轴心处的折射率 n1 最大，而随沿剖面径向的增加而逐渐变小，其变化规律一般符合抛物线规律，到了纤芯与包层的分界处，正好降到与包层区域的折射率 n2 相等的数值；在包层区域中其折射率的 分布是均匀
21、的，即为 n2 多模光纤： 当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径 d1 ）远远大于光波波长（约 1m ）时，光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。不同的传播模式会有不同的传播速度与相位， 因此经过长距离的传输之后会产生时延，导致光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散（又叫模间色散） 。计算多模光纤中传播模式数量的经典公式为 N=V2/4 ，其中 V 为归一化频率。如当 V=38 时， 多模光纤中会存在 300 多种传播模式。模式色散会使多模光纤的带宽变窄，降低其传输容量，因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。多模光纤的折射率分布大都为抛物线分布，即渐变折射率分布。其纤芯直径 d1 大约为 50
22、m 。单模光纤： 根据电磁场理论与求解麦克斯韦方程组发现，当光纤的几何尺寸（主要是芯径）可以与光波长相比拟时，如芯径 d1 在510m 范围，光纤只允许一种模式（基 模 HE11 ）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤叫做单模光纤。由于它只允许一种模式在其中传播，从而避免了模式色散的问题，故单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量的光纤通信。其实，准确地讲要实现单模传输，必须使光纤的各参量满足一定的条件，即其归一化频率V 2.4048 。因为 （3-3 ）所以可以解得光纤的纤芯半径应满足下式才能实现单模传输（3-4 ） 式中， a1 为纤芯半径；为光波波长； NA 为光纤的数值孔径。光
23、纤的数值孔径 ：从空气中入射到光纤纤芯端面上的光线被光纤捕获成为束缚光线的最大入射角 max 为临界光锥的半角，称为光纤的数值孔径，记为 NA 它与纤芯和包层的折射率分布有关，而与光 纤的直径无关。对于阶跃光纤， NA 为（ 3-10 ）式中， = （ n1-n2 ）/n1 是光纤纤芯和包层的相对折射率差 。根据光纤端面上斯涅尔反射定律和光纤纤芯与包层分界面处的全反射定律，很容易推导出来。 A 表示光纤接收和传输光的能力， NA （或 c）越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。对于无损耗光纤，在c 内的入射光都能在光纤中传输。 NA 越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性
24、能越好。但 NA 越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，限制了信息传输容量。光波动理论的传输方程为了描述光纤中传输的模式数目，在此引入一个非常重要的结构参数，即光纤的归一化频率，一般用 V 表示，其表达式如下 （3-15 ） 式中， a为纤芯半径，传输模式数目随 V值的增加而增多。当 V值减小时，不断发生模式截止，模式数目逐渐减少。特别值得注意的是，当 V2.405 时，只有 HE11 （LP01 ）一个模式存在，其 余模式全部截止。 HE11 称为基模，由两个偏振态简并而成。由此得到单模传输条件为（ 3-16 ） 对于给定的光纤（ n1 、 n2 和 a 确定），存在一个临界波长 c ，当
25、c 时，是单模传输，这个临界波长 c 称为截止波长。光纤传输的基本特性： 光纤损耗 1 吸收损耗（ 1）本征吸收损耗（ 2）杂质吸收损耗（ 3 ）原子缺陷吸收损耗。 2 散射损耗（ 1）线性散射损耗 由于这类损耗所以起的损耗功率与传播模式的功率呈线性 关系， 包括 1）瑞利损耗 2 ）波导散射损耗（ 2）非线性散射损耗 3 弯曲损耗 光纤损耗系数 ：为了衡量一根光纤损耗特性的好坏， 在此引入损耗系数 （或称为衰减系数） 的概念， 即传输单位长度 （ 1km ） 光纤所引起的光功率减小的分贝数，一般用表示损耗系数，单位是 dB/km 。在最一般的条件下，在光纤内传输的光功率 P 随距离 z 的变
26、化，可以用下式表示（ 3-17 ）设长度为 L（ km ）的光纤，输入光 功率为 Pi，则输出光功率应为 P0=Piexp （ -L），得到损耗系数为（ 3-18 ）式中， L 为光纤长度，以 km 为单位； Pi 和 P0 分别为光纤的输入和输出光功率，以 mW 或W 为单位。光纤色散 ：色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。光纤色散是光纤通信的另一个重要特性，光纤的色散会使输入脉冲在传输过程中展宽，产生码间 干扰，增加误码率，这样就限制了通信容量。因此制造优质的、色散小的光纤，对增加通信系统容量和加大传输距离是非常重要的。色散一般包括模式色散、材料
27、色散和波导色散。光缆： 光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆光纤组成，简称为光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它的优点和光纤的优点类似，主要有以下几个方面1 ）频带较宽 2 ）电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束，由于光束不受外界电磁干扰与影响，而且本身也不向外辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输及要求高度安全的场合。3）衰减较小 4）中继器的间隔较大，因此可以减少整个通道中继器的数目，降低成本。光缆设计的任务 是，为光纤提供可靠的机械保护，使之适应外部使用环境，并确保在敷设与使用过程中光缆中的光纤具有稳定可靠的传输性能。光缆的制造技术与电缆是不一样的。光
28、纤虽有一定的强 度和抗张能力，但经不起过大的侧压力与拉伸力；光纤在短期内接触水是没有问题的，但若长期处在多水的环境下会使光纤内的氢氧根离子增多，增大光纤的衰耗。因此制造光缆不仅要保证光纤在长期使 用过程中的机械物理性能，而且还要注意其防水防潮性能。第四章 光检测器和光放大器通信用光有源器件主要包括 光源、光检测器、光放大器和光波长转换器等 光源是光发射机的主要器件，主要功能是实现信号的电光转换；光检测器位于光接收机内，主要功能是实现信号的 光电转换；光放大器主要是对光信号直接进行放大，无需通过光电光转换过程，解决长距离传输时光功率不足的问题。雪崩二极管 在行进途中碰撞半导体晶格上极的原子离化而
29、产生新的电子、空穴，即所谓二次电子和空穴，而且这种现象不断连锁反应，使结区内电流急剧倍增放大，产生“雪崩”现象 光放大器 有半导体光放大器（ SOA ）和光纤放大器（ OFA ）两种类型。 1.掺铒光纤放大器 2.掺镨光纤放大器 3.非线性 OFA4.半导体激光放大器 半导体光放大器 的优点是小型化，容易与其他半导体器件集成；缺点是性能与光偏振方向有关，器件与光纤的耦合损耗大。 OFA 的性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗很小，因而得到广泛应用。光放大器的重要指标 1. 光放大器的增益 （1）增益 G 与增益系数 g G=Pout/Pin （ 2）放大器的带宽 3）增益饱和与饱和输出功
30、率2.放大器噪声 1 ）光纤放大器的噪声来源（ 2 ）噪声系数掺铒光纤放大器的优点 1）工作波长处在 1.53 1.56 m范围，与光纤最小损耗窗口一致。2）所需的泵浦源功率低，仅需几十毫瓦，而拉曼放大器需要0.5 1W 的泵浦源进行激励。3）增益高，噪声低，输出功率大。 4）连接损耗低，因为是光纤放大器，因此与光纤连接比较容易，连接损耗可低至0.1dB 。EDFA 对传输系统的影响 1 ）非线性问题（ 2）光浪涌问题（ 3 ）色散问题 新型 EDFA 有 3 种解决方案： 1）将 EDFA 从传统的 C波段扩展到 L波段或 S波段。 2）将 Er3+ 粒子和其他稀土元素共掺。 3）用 不同波
31、段 EDFA 构成组合光纤放大器。不同的泵浦方式对 Er/Yb 共掺光纤放大器的性能有不同的影响。1 ）对于正向泵浦，泵浦光注入端与激光输出端相分离，耦合方便，便于实现，但是存在光功率和增益在激活光纤中分布不均匀的缺点。采用这种方式的光纤放大器输出激光功率较低，但是，优点是其噪声系数相当小。2 ）对于反向泵浦，泵浦光从光信号的输出端注入，其耦合相对复杂，增益光纤中也存在光功率和增益分布不均匀的问题。此种泵浦方式容易获得较高的激光输出，但是，它的噪声系数相对大，为了降低噪声系数，一般只宜于采用较短的增益光纤。3 ）关于双向泵浦，虽然其结构复杂，实现困难，但它集合了上面两种方式的优点，具有输出激光
32、功率高，噪声性能好的特点。掺镨光纤放大器的放大原理 PDFA 以掺镨光纤作为增益介质，以 1017nm 附近波长的激光器作为泵浦光源，工作于 1300nm 波长。SOA 之所以能大范围地应用并具有很强的生命力，主要因为有以下优点： SOA 具有很大的增益带宽（ 1300 1600nm ），覆盖 1310nm 与 1550nm 两处窗口 ;SOA 增益平坦性好 ; SOA 能够动态转换 波长，能够接受输入信号光改变它的频率，同时对其进行放大; SOA 体积小，泵浦简单，可批量生产，成本低。拉曼光纤放大器（ Raman Fiber Amplifier，RFA ）的放大范围更宽，噪声指数更低，是满足这些要求的理想产品，是实现高速率、大容量、长距离光纤传输的关键器件之一。RFA 的工作原理基于石英光纤中的非线性效应SRS。在一些非线性光学介质中，高能量的泵浦光散射，将一小部分入射功率转移到另一频率下移的光束，频率下移量由介质的振动模式决定，此过程称为SRS 效应。RFA 有两种类型
