拉曼放大器原理及应用
拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA),是利用强激光在光纤中传输时的三阶非线性效应—受激拉曼散射效应(SRS:Stimulated Raman Scattering)来工作的。如果一个弱信号光与一个强泵浦光同时在一根光纤中传输,并且弱信号光的波长在泵浦光的拉曼增益带宽内,则强泵浦光的能量通过SRS耦合到光纤硅材料的振荡模中,然后又以较长的波长发射,该波长就是信号光的波长,从而使弱信号光得到放大,获得拉曼增益。
拉曼散射原理:在一些非线性介质中,高能量(高频率)的泵浦光散射,将一部分能量转移给另一频率的光束上,频率的下移量是分子的振动模式决定的。用量子力学可以作如下解释:一个高能量的泵浦光子入射到介质中,被一个分子吸收。电子先从基态跃迁至虚能级,虚能级的大小是由泵浦光的能量决定的。然后,虚能级电子在信号光的感应作用下,回到振动态的高能级,同时发出一个和信号光相同频率,相同相位,相同方向的光,我们称之为斯托克斯光子。从而进行信号光的放大。