光纤放大器是一种全光放大器件,具有高可靠性、低损耗、宽带宽等优点,在高速光纤通信系统中得到了广泛的应用,是大容量全光通信系统中的重要器件之一。由于光纤放大器种类较多,因此基于光纤放大器的研究非常丰富。对于一些工艺比较成熟的光纤放大器(如,掺铒光纤放大器),通过研究其性能来提高信号放大效率和质量至关重要。本文首先阐述了光纤放大器的国内外研究状况,并介绍了放大器的工作原理和性能指标。建立了光纤及光纤放大器的数学模型并进行了验证。较全面地概述了各种光纤放大器工作原理、结构和工作特性,并对它们以后的发展方向进行了探讨。研究了掺铒光纤放大器放大单个超短光脉冲的过程中受到高阶非线性效应,特别是脉冲内喇曼散射影响的情况。研究表明:无喇曼散射影响下,脉冲在输入后的初始阶段能够得到有效的压缩和放大;而在喇曼散射影响时,脉冲发生延迟和超前,且超前脉冲能继续分裂成新的延迟和超前脉冲,最后形成传输方向、脉宽和振幅大致相同的延迟脉冲序列;对脉冲引入啁啾后,喇曼散射能得到一定程度的抑制。探讨了掺铒光纤放大器放大脉冲对的情况。研究表明:当相邻两脉冲的初始间距较小时,两脉冲在放大过程中会相互吸引,并产生新的子脉冲,从而造成放大效果的变差,增大初始间距并不能有效地改善放大效果。提出对输入光脉冲对引入合适的初始啁啾的方法,可以减小因光脉冲互作用带来的负面影响,提高脉冲放大质量。