研究目的
提出一种分离光纤拉曼放大器（FRA）中光学噪声受激部分与自发部分的分割技术，并通过实验研究放大自发噪声的最大功率随泵浦功率的变化关系，证明实际FRA噪声系数可低于3分贝。
研究成果
该研究表明了一种分离法拉第旋转放大器（FRA）中受激噪声与自发噪声的方法，证明在实际泵浦功率下噪声系数可低于3分贝的量子极限。这解决了先前噪声理论中的矛盾，并证实了分布式FRA具有更优的噪声特性，对高速光通信具有重要影响。
研究不足
该研究仅限于特定的50公里单模光纤段和泵浦波长；结果可能无法推广到其他光纤类型或配置。1纳米的光谱分辨率可能无法捕捉更精细的细节，且模型中无泵浦损耗的假设在高功率下可能引入误差。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用反向泵浦方案，在反向泵浦拉曼放大器（FRA）空闲模式下对50公里单模光纤（SMF）段进行光噪声记录。方法包括使用光谱分析仪（OSA）测量放大自发辐射（ASE）光谱，并基于拉曼增益动力学的耦合波方程分析噪声成分。
2：样本选择与数据来源：
使用50公里标准单模光纤（SMF）。数据通过光谱分辨率为1纳米的ASE光谱测量获取。
3：实验设备与材料清单：
设备包括配备四支激光二极管（LD）的标准多波FRA单元（波长分别为1425纳米、1435纳米、1455纳米和1465纳米，每支可调至300毫瓦）、光谱分析仪（OSA）、环形器、泵浦合束器及SMF段。
4：实验流程与操作步骤：
设置包括用FRA单元对光纤进行反向泵浦，测量不同泵浦功率（如100毫瓦和300毫瓦）下的ASE光谱，并利用模型函数分析光谱以分离自发与受激噪声成分。
5：数据分析方法：
数据分析包括将实验数据非线性拟合至模型函数，使用推导公式计算噪声系数和误码率（BER），以及噪声水平的统计比较。
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optical spectrum analyzer
Used to observe and measure amplified spontaneous emission (ASE) spectra from the fiber.
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laser diode
Used as pumping sources at specific wavelengths (1425 nm, 1435 nm, 1455 nm, 1465 nm) with tunable output powers up to 300 mW.
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circulator
Part of the experimental setup for directing light in the backward-pumped scheme.
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pump combiner
Used to combine the outputs of multiple laser diodes for pumping the fiber.
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single-mode fiber
SMF
The medium for Raman amplification and noise study, with a length of 50 km.
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