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高速率、超长距离波分复用传输是光通信领域的关键技术之一，为当前研究的热点。波分复用技术利用一根光纤传输多路光信号，提升了系统容量，在实现高速率、大容量和远距离通信方面具有重要意义。随着高速率、超长距离波分复用传输系统的飞速发展，对光放大器的要求和性能也越来越高。掺铒光纤放大器（EDFA）具有输出功率大、增益高等优点；拉曼光纤放大器（RFA）以传输光纤为增益介质，选择合适的泵浦波长和功率能够放大任意波长的信号，且噪声指数低。因此，结合EDFA和RFA各自的优点，组成低噪声、高增益的混合光纤放大器，使其满足现代通信对光放大器的要求。目前国内外所研究和使用的混合光纤放大器中增益可调EDFA部分均内置可调光衰减器（VOA），对RFA和EDFA分别进行控制，通过配置不同泵浦波长和功率改变RFA的增益，调整VOA的衰减量来改变EDFA的增益。由于VOA的引入，提高了放大器的噪声指数，特别是EDFA在小增益时，同时VOA的衰减浪费了泵浦能量。为了提高放大器的性能和节约成本，本文提出了一种新型的基于RFA和无内置VOA的增益可调EDFA的混合光纤放大器，在统一的控制平台上对RFA和EDFA的增益和增益斜率进行调整，它们的增益和增益斜率能够分别相互补偿，使混合放大器获得平坦的增益带宽。本文首先分析和研究了EDFA和RFA的基本原理，对它们的增益特性和噪声特性进行了简要介绍；其次定性和定量研究了EDFA增益与增益斜率的关系，研究了RFA泵浦波长和泵浦功率对RFA增益和增益斜率的影响，根据RFA和EDFA各自增益与增益斜率特性，提出了基于RFA和EDFA的混合光纤放大器增益调整的三种方案；再次对混合放大器进行了整体设计，包括光学、硬件和软件三部分，并对每一部分做了详细说明；最后通过实验验证了混合光纤放大器三种增益调整方案的可行性，并与EDFA部分内置VOA的混合放大器进行了比较。本文设计的混合光纤放大器增益可调范围宽，噪声指数低，增益平坦型好，成本低，非常实用于现代高速超长距离波分复用传输系统。