SBS，SRS的存在将引入功率代价，并使传输光波叠加强度噪声从而使光束质量变差。SRS由于带宽很宽，在WDM系统中将造成信道间的耦合，使误码率增加。另外，可以利用SRS效应采取大功率泵浦光形成拉曼放大器。
SPM，XPM，FWM都是由介质中的非线性电极化率引起的弹性效应。
自相位调制(SPM)： 光纤的折射率随信道功率而变，从而导致光脉冲前后沿的附加调相和频谱展宽(啁啾)，经光纤色散转化为时域波形畸变。
互相位调制(XPM，CPM)： WDM系统中某一信道的相位受到其它信道功率变化的调制，经光纤色散转化为强度噪声。SOA中的XPM可用全光逻辑门如全光XOR门等。
四波混频(FWM)：WDM系统中信道间相互作产生新的频率，当其落入已有信道带宽内时造成强度起伏引入信道间的串扰。同时FWM还可以用作全光波长转换等应用。
9. 半导体光放大器的基本结构及如何改善其工作性能?
①半导体光放大器(SOA)工作原理与半导体激光器类似：受激辐射.（因此结构相似）
不同点：LD中激发受激辐射的光子产生于自发辐射，放大的自发辐射；SOA中激发的光子是外界的输入信号，放大光信号；LD中端面反射率越高，越容易激射（镀增反膜）；SOA中镀增透膜。 必须降低来自端面的反馈，使SOA的反射率<0.1%。
②增益纹波：直腔的端面反射率需要控制在10－6量级，目前普遍采用斜腔＋镀膜。 噪声指数：噪声指数与输入端耦合效率相关，因此降低输入端耦合效率。
1 可以做成方形，亚微米级宽有源区 偏振相关性:△
2应变量子阱SOA △
3张应变量子阱中应用适当条件使偏振不相关 △
4张应变体材料，引入比较小的张应变 △
1放大外界光信号与内部激射光对载流子消耗（受激辐射）的竞争 增益线性：△
2集成的垂直腔激光器对放大器的增益进行钳制 △
增益介质倾斜有助于降低反馈 防反射涂层（增透膜） 透明介质（降低反馈）
10．掺铒光纤放大器的工作原理、结构图及性能完善。
① 掺铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤（长约10-30m）和泵浦光源组成。其工作原理是：掺
铒光纤在泵浦光源（波长980nm或1480nm）的掺铒光纤放大器作用下产生受激辐射，而且所辐射的光随着输入光信号的变化而变化，这就相当于对输入光信号进行了放大。 ② 前向泵浦方式
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后向泵浦方式
双向泵浦方式
③ 增益平坦：? 被动均衡
1提前将输入信号均衡 △
2添加杂质，如氟化物 △
3宽带滤波器 △
4混合泵浦 △
主动均衡 声光可调谐滤波器(AOTF)
增益瞬态：光学调幅补偿 控制信道方法 增益带宽拓宽：平行式EDFA 极宽EDFA 掺铒碲基EDFA
11．喇曼光纤放大器的工作原理及主要特点 受激拉曼散射SRS产生原理：SRS时光信号与非线性介质相互作用的过程，其结果使得频率较高的泵浦波光功率转移到频率较低的斯托克斯波信号中，从而造成高频信号的衰减和低频信号的放大。强泵浦光和弱信号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受激拉曼散射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，从而使得弱信号光得到放大，获得拉曼增益。
特点：可提供增益范围很宽，可用通信线路作为增益介质，噪声指数最小，噪声特性好，耦合效率高，但需要泵浦功率太大，要实现较宽范围的增益平坦，需要不同波长的多泵浦。（可以作为分布式光放大）
受激喇曼散射是入射光与分子振动之间的非线性参量相互作用引起的，这个过程将泵浦光转化为频率较低的Stokes散射光和分子振动能，于是短波长的光会将能量向长波长转移，当泵浦光超过阈值时，就会产生受激喇曼散射并将光信号放大。
在喇曼光纤放大器中，增益谱具有明显的阈值特性，并且需要很高的泵浦光功率。喇曼光纤放大器可以获得很高的增益，并且有可能使光脉冲得到压缩。另外，喇曼增益谱相当宽，可以放
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大从1270nm?1670nm波长的光信号，由于自发喇曼散射放大很小，我们可以得到很低噪声指数（NF）的喇曼放大器。但是，喇曼放大器会有比较严重的串扰(串话噪声（泵浦信号上的强度噪声，信号对泵浦光的耗尽作用引起泵浦光的波动进而引起信号光功率波动）)，（很快的响应时间？），并且高的泵浦功率会提高放大器的成本。
12．光纤中色散对传输脉冲的影响，如何克服色散的影响？
光纤色散导致光脉冲的变形，是系统传输性能降低，其具体过程包括多种因素：光源线宽；光源啁啾；信号谱宽；光纤非线性等等。光源的相位噪声在传输过程中通过色散效应转化为强度噪声。它使接收机处眼图的‘眼皮’变厚，误码率上升
降低光纤色散效应的方法：
①色散位移光纤(ITU－T G.653)： 1550nm附近D=0。不能采用WDM技术(强FWM)。可将工作波长移至1600nm(L-band EDFA)附近，此时D~5ps/km/nm
②非零色散位移光纤(ITU－T G.655)。λ0在EDFA 工作波段(1530~1570nm)之外，而在该工作波段内的色散|D|=2~6ps/km/nm。用于N×10Gb/s下的长距离传输。实际上D>0的G.655光纤更常用，因其损耗易做小，且可同时适用于C-波段和L-波段。
③传输光纤+色散补偿光纤/元件；散补偿光纤(DCF): – D=-(80~150) ps/km/nm @1.55μm。
– 体积大，损耗大(~0.5dB/km)，非线性强。
– 宽带补偿：D和S均<0，且与传输光纤具有相同的相对色散斜率κ = S/D。非线性更强。 ④光纤光栅，利用啁啾光纤光栅实现。
⑤高阶模(LP02)光纤– 同时补偿D和S。利用高阶模式（LP11，LP02，LP21等）在接近截至时产生的很大的负色散进行色散补偿。
⑥ VIPA(virtually imaged phase array)可调谐、逐信道精密补偿、插损小、无非线性和PMD。 ⑦多信道动态色散管理（补偿）包括色散的补偿和色散斜率等综合色散管理。 ⑧光孤子传输（非线性） ⑨中途谱反转（非线性）：光相位共轭，谱的完全反转；HNLF，PPLN，SOA中的FWM效应或者差频效应； 可以补偿二阶、三阶和高阶色散。
13、啁啾是如何产生的？并说明啁啾对光信息传输的影响？
光源啁啾是指由光发射机发出的光脉冲，在脉冲前后沿期间内由于调制产生频率变化，使信号频谱展宽，并用啁啾系数(亦称线宽展宽因子) α 描述。
啁啾引起的频率变化在脉冲前后沿相反。如在脉冲前、后沿分别发生蓝移和红移(相当于α>0)，则当光纤色散系数D>0 时，与脉冲的平顶部分相比，前沿的群速更快而后沿的群速更慢，它将使脉冲波形展宽(应该避免)；若α 和D 反号(兰移/红移顺序相反或光纤D<0，将使脉冲波形有所‘压窄’(可以利用)。
直接调制时α的典型值约1.5~7。采用G.652光纤时,色散限制的传输距离大体不超过100 公里。采用负色散光纤( 如MetroCor?)，传输距离可达300~400公里，用于成本要求严的城域网。
采用电吸收型调制器时,由调制器反射回激光器的光也会引起激光器的频率啁啾。此时的α比直接调制时小很多，典型值约0.2~1。
采用Mach-Zehnder 干涉仪型外调制器时，调制电压改变了光波导的折射率，造成相位调制，使输出光频发生啁啾。α 可≤0，大大改善系统性能。用于10Gb/s(G.655)。
激光器的工作频率在发光过程中会发生变化：Δν ?(α/4π)[ d/dtln P(t) +κP(t)]， 第一项为瞬态啁啾，第二项为绝热啁啾。 啁啾对脉冲波型的影响如下：
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瞬态啁啾 绝热啁啾 正色散光纤（D>0） 前沿快，后沿慢，脉冲展宽 前沿慢，后沿快，脉冲变形 （前沿压缩，后沿拖尾） 负色散光纤（D<0） 前沿慢，后沿快，脉冲先压缩，后展宽 前沿快，后沿快，脉冲变形 （前沿展宽，后沿压缩）
14、喇曼效应与布里渊效应有何异同点？ 相同点 不同点 SBS 光子收到声学声子的散射 Stokes光只能是背向散射 阈值低 频移10MHz左右 需要窄带泵浦光 自发SBS与温度和应力有关，可用于温度传感器与应力传感器 SRS 光子受到振动分子的散射 Stokes光可以是前向/背向散射 阈值高，比SBS高三个数量级 频移10THz左右 可宽带泵浦 自发SRS只与温度有关，只能用于温度传感 都属于非弹性散射，产生斯托克斯光与反斯托克斯光，均表现出阈值特性 15. 何谓Bragg光纤光栅？如何改善其传输特性？
答：Bragg光纤光栅是指光纤纤芯折射率调制周期（即光栅周期）较短（~500nm），利用相向传输导模间耦合的反射光栅。
Bragg光纤光栅的传输特性的改变：
1）拓宽传输带宽：采用啁啾光纤光栅（光栅周期沿z轴改变） 2）消除旁瓣：采用变迹光纤光栅（折射率的调制沿z轴改变）
16 长周期光纤光栅的工作机理？如何实现可调谐？
答：长周期光纤光栅的周期是中心反射波长的数百或数千倍，利用导模与包层模之间的耦合，耦合到包层的光波将被损耗掉，从而实现滤波功能，是一种透射光栅。 长周期光纤光栅透射谱的可调谐性：
改变包层外介质的折射率、改变包层的直径。
17. 举例说明，如何实现梳状滤波器？ 梳状滤波器可以通过以下途径实现：取样光纤光栅（《光器件》P43-45）、FP腔（《光源》P49-51）、微环谐振腔（类似FP腔）、AWG（《光器件》P88）、MZI（《光器件》P81）等。以FP腔实现梳状滤波器为例，光波要实现在FP腔中的谐振，需要满足腔长是光波长的整数倍，这样就可以对每个特定腔长的FP腔选择出若干个特定频率的光，在频谱上即实现了梳状滤波。
18.啁啾光纤光栅和光子晶体光纤如何实现色散补偿？
光子晶体光纤实现色散补偿：《光子晶体光纤》部分P19，设计合适的色散曲线，通过改变通气孔的参数，选择色散曲线的斜率和零色散波长，以获得色散补偿。 啁啾光纤光栅实现色散补偿：《光器件》部分P46，啁啾光纤光栅的折射率沿着长度发生周期性变化，因此可以在光栅的不同位置反射不同波长的光。光在光线中传输由于色散而展宽，其中某些波长传的快，某些波长传的慢；在啁啾光纤光栅中通过折射率的改变，使传播慢的光先被反射，传播快的光后被反射，通过这样产生的光程差补偿了色散。
19、四波混频效应是如何产生的？有哪些主要应用？PPT讲稿5的第89页
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