拉曼光纤放大器(FRA)是一种光纤基的全波段放大器。由于具有可分布式放大、增益高、输出功率大、响应速度快、可降低非线性影响、噪声特性好等诸多优点,因而,随着DWDM长距离传输系统的大量应用,FRA的重要性日渐显露。 本文利用理论分析与实验结合的方式对拉曼光纤放大器的增益平坦特性进行了研究。首先,在简化功率耦合方程的基础上,引入遗传算法优化抽运光数目与抽运功率,同时实现了信号增益谱和噪声谱的平坦。计算结果表明:双向抽运方式下,系统噪声谱在C+L波段比反向抽运更为平坦;通过多次测试,对于10波抽运,100信道的DWDM系统(带宽为80nm),增益波动小于1dB的优化时间可控制在400s以内。与国内同类优化算法相比,优化时间及精度处于最优状态;其次,首次采用反向传播(BP)神经网络研究拉曼光纤放大器(FRA)中增益带宽、增益平坦度与抽运光数目配置的非线性依赖关系,利用其对于输入、输出参量已知,但解析关系未知的函数具有良好逼近能力的这一特点,构造了2-5-1型网络。同时得到,在增益平坦度确定的条件下,不同增益带宽处,抽运光数目必存在下限值。 最后,实验验证本文采用的平均功率法及遗传算法的正确性与稳定性;同时验证了对于同一组输入信号,在不同抽运光功率条件下,开关增益在抽运光功率较小时随着抽运光功率的线性增加而线性增加,即在此情况下拉曼光纤放大器不容易出现饱和,饱和增益较高;但当抽运光功率继续增大超过200mW时,开关增益成非线性增加,出现了饱和现象。对于两组输入光,在小信号低增益的情况下,拉曼光纤放大器的增益几乎与信号光的功率无关,只与抽运光的功率有关。