随着计算机网络及数据传输服务的飞速发展,长距离光纤传输系统对通信容量和系统扩展的需求日益膨胀,光纤喇曼放大器以其宽带增益、以传输光纤为增益介质、优异的噪声性能等特点,受到越来越多的关注。本文对光纤喇曼放大器进行了一系列理论分析,用数值分析的方法将光纤喇曼放大器的数学模型化为可供计算机运行的算法。根据使用者的需求对光纤喇曼放大系统模拟软件进行详细的设计。最后将实验结果和与实验相同条件下的仿真结果进行对比和分析,表明此软件能够较好的满足实验的仿真模拟要求。主要研究内容和研究结果如下:在广泛查阅国内外文献的基础上,对目前各种光放大器作综合比较,重点介绍光纤喇曼放大器的特点、应用和发展,提出了本课题研究的现实意义。阐述喇曼散射的基本理论,讨论受激喇曼散射在光纤中的作用,基于此介绍光纤喇曼放大器基本原理和工作特性,包括增益特性、噪声特性、偏振相关性和温度稳定性等。阐述光纤喇曼放大器完整的数学模型,并根据此模型给出了喇曼放大过程的算法。针对仿真运算中最重要的初值问题,根据不同的泵浦方式给出了不同的求出初值的方法。还介绍拟合光纤的喇曼增益系数曲线和求出噪声系数的方法。介绍了构成FRA系统的泵浦源、增益介质和无源器件的结构和功能,并将这些器件在传输线路中的功能用参数和函数表示出来。运用软件工程学的方法,对FRA系统的模拟仿真软件进行设计。利用统一建模语言(UML)来描述软件的静态结果和动态行为。并将已经开发出来的软件来模拟FRA实验,实验中采用1428nm和1455nm双泵浦来对C带进行放大。最后对仿真结果和实验结果进行对比分析。实验结果与模拟结果的增益曲线很相似,而且在各波长上的差不超过1dB。说明了开发出来的模拟软件能够应用于对喇曼光纤放大器实验的模拟仿真。