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拉曼放大器(Raman amplifiers)

定义：
基于拉曼增益的放大器

拉曼放大器是基于拉曼增益的光放大器，来自于受激拉曼散射效应。拉曼活性介质通常为光纤，也可以是晶体，在光子集成环路中的波导结构，气体或液体介质。与泵浦光束同向或者相向的信号光被放大，其波长通常比泵浦光小几十个纳米。对于二氧化硅光纤，泵浦光和信号光频率失谐在1—15THz的时候，得到峰值增益，它依赖于光纤纤芯的成分。
当应用于通信系统时，光纤拉曼放大器可以与掺铒光纤放大器相比拟。与后者相比，它们的特点包括：
  • 拉曼放大器可工作在不同的波长区域，只要存在合适的泵浦光源。
  • 可同时采用不同波长的泵浦光来调整增益谱。
  • 拉曼放大器需要高泵浦功率（提高激光器安全考虑）和高泵浦亮度，它也可以产生很高的输出功率。
  • 光纤长度需要很长。然而，需要通信系统中的传输光纤，这样就无需额外的光纤。
  • 光纤拉曼放大器的噪声系数很小。也就是说，它们比激光放大器更直接的将泵浦噪声转移到信号光上。
  • 对泵浦功率变化反应时间更快，尤其对于前向泵浦，并且饱和特性不同。
  • 如果泵浦光是偏振的，拉曼增益也是依赖于偏振态的。这种效应通常是不想要的，但是可以通过采用两个偏振耦合的泵浦二极管或者泵浦消偏器来抑制这一效应。
通信拉曼放大器是由二极管激光器中的连续光来泵浦的。如果采用同向泵浦脉冲，也可以对超短脉冲进行有效的放大。然而，群速度失配会极大的限制有效相互作用长度，尤其是脉冲长度小于1ps时。
拉曼放大器中的光纤不需要掺杂稀土离子。理论上来说，普通的单模光纤就符合条件，而实际应用中，传输光纤更适合（参阅分布放大器）。然而，有一些特殊光纤可以提高拉曼增益，是由于一定的掺杂（例如锗）可以提高拉曼截面，或者简单的由于小的有效模式面积。这些光纤适用于集总拉曼放大器，这是只有一小段光纤被用于放大过程。

 
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