混合(FRA-EDFA)光纤放大器的设计研究

2．3 光纤类型的选择
光纤的参数，如光纤的有效面积、拉曼增益与有效面积的比值、有效长度和光纤的FOM，将决定该光纤采用何种泵浦。由下面的式子可得对于一个给定泵浦功率的放大器，当改变光纤类型时相应增益的改变情况

2. 4 偏振问题的考虑
拉曼增益于偏振相关。当采用保偏措施，即泵浦光的偏振不变时，增量最大。然而在实际应用中，由于拉曼放大的有效作用长度通常在十几千米，使得泵浦和信号光的偏振态相关性大幅度减弱，PDG容易出现增益不均，故要避免PDG。
2．5 系统噪声的分析
整个FRA-EDFA系统为三级：EDFA、均衡器和FRA。所以整个系统的噪声系数为：

式中：NF1是EDFA的噪声系数，NF2是均衡器的噪声系数，可忽略不计，NF3是FRA的噪声系数，可近似用EDFA噪声系数的公式计算。EDFA的脯计算公式为：

式中，G是信号的增益，vs是信号的频率，h是普朗克常量，是在L处、频率为vs的ASE光的功率谱密度值。计算FRA的噪声系数是需用自发拉曼散射的功率谱密度值代替上式的。
分布放大FRA引入的ASE噪声与EDFA相比有很大程度的改善。FRA的有效噪声一般小于零，又由于它位于混合光纤放大器的第一级，能够有效的改善放大器的噪声特性，从而能够提高系统整体性能。假设EDFA的噪声系数为5dB，经计算，如图7所示为混合放大器噪声系数谱，在整个增益平坦区内NF4dB，符合要求。图中一并给出了噪声系数的实测值，与计算结果相符。

通过上述几个因素的分析，可以得出结论：选择好合适的滤波器，就可以用少量的泵浦得到良好的FRA-EDFA系统，具有较宽的带宽和平坦的增益谱，并且噪声系数也很低(4dB)。这种混合光纤放大器和完全用多泵浦复用FRA比起来，无论从成本上还是设计、复用难度上，都有显著的改善。