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为适应日新月异的网络发展和满足日益增长的流量需求,通信网络朝着超高速、大容量和长距离的全光网络迈进,然而光纤的损耗、色散和非线性效应往往限制了其发展的空间。光放大技术的成功研制及其商用化,是光通信技术中非常重要的一个成果,它不仅使光纤传输中的速率和距离不再受到衰减的限制,全光传输距离可延伸至几千公里,而且大大促进了光孤子通信、光复用技术及全光网络的发展。而随着密集波分复用(DWDM)光通信技术的迅速发展,光放大器件如掺铒光纤放大器(EDFA)、光纤拉曼放大器(FRA)和半导体光放大器(SOA)都已经被研制出来并投入使用。而近年来,光纤参量放大器(FOPA)由于具有传统放大器所不能比拟的优势,而成为了当今光纤放大研究中的热点。基于四波混频(FWM)效应的FOPA不仅在理论上可以对任意波长信号进行放大,而且还具有低噪声和较宽平坦增益等优点。本文从光信号基础传输理论出发,研究了准相位匹配光纤参量放大器的增益平坦性问题,具体工作如下:1.首先介绍了光纤参量放大器的研究意义、研究进展和应用前景,然后介绍了目前实用化的几种光放大器,并分析了其优缺点。2.介绍了光纤中的损耗、色散和和非线性效应,并分析了色散效应、自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)对光信号传输的影响。3.详细介绍了波分复用(WDM)系统中光参量过程产生的原理及其应用,其中包括光纤的二阶非线性光学效应和三阶非线性光学效应。4.研究了采用双波长泵浦和四段HNLF级联结构的FOPA增益平坦问题,在不需要增益均衡滤波器的情况下就能在较宽频带内输出较为平坦的增益。从非线性薛定谔耦合(NLS)方程出发,推导出FOPA的增益表达式,并对其增益平坦性进行了研究。5.论文还研究了采用高非线性光纤(HNLF)与色散补偿光纤(DCF)拼接光纤的FOPA增益平坦性。首先将HNLF均匀地分成多段,在其中均匀插入DCF,对下一段HNLF中的色散进行补偿,从而得到平坦的信号增益。研究结果表明,FOPA的信号增益平坦性与插入的DCF数目、泵浦光功率和波长、HNLF长度和非线性系数等参数有关。当DCF的插入数目m值增加时,FOPA信号增益的带宽变大,增益起伏得到明显的改善;同时FOPA增益大小还随着泵浦光功率、HNLF的长度及非线性系数的增加而变大,同时平坦性会变差,可以通过增加DCF段数目得到解决;增益谱的形状和带宽还受到泵浦波波长的影响,要想获得较宽的平坦增益,需选取适当的泵浦波波长。