基于无序的多通道局域光放大器及其补偿方法与流程
本发明属于光放大器或激光器领域，特别涉及一种基于无序的多通道局域光放大器及补偿方法。
背景技术：
《自然》杂志2004年发表了一篇论文，提出“无序是一种新的有序”，“无序器件可能具有比传统有序器件更好的性能”，参见参考文献[1]。在无序介质中，波被局域在介质内部—即Anderson局域效应，参见参考文献[2]。
波在一维无序介质中的局域表现为一系列随机分布的具有较高透过率和较高强度分布的共振透过波长，参见参考文献[3]。这些共振透过波长可以用于控制激光输出光谱和降低激光工作阈值，文献报道的一维无序介质包括厚度随机分布的分层介质(参见参考文献[4][5])和光纤Bragg光栅阵列(参见参考文献[6][7])。但是，上述文献报道的局域现象具有一个明显的不足：一维介质中引入的无序以及导致的局域都是随机的，这意味着无序引入的共振透过峰在光谱上随机分布，且具有随机涨落的透过率。
但是，上述无序介质作为光放大器的特点是通道位置随机、通道放大倍数对于具体工作条件及其敏感。特别地，泵浦功率(对应具体增益)的变化可导致放大倍数的无规则变化，所以无序补偿对于基于无序介质的光放大器的稳定工作是必不可少的。
技术实现要素：
本发明提供了一种基于无序的多通道局域光放大器及其补偿方法，其目的在于，实现局域光放大器工作条件变化情况下多个通道的稳定放大，以及实现对多个通道的实时独立控制。一种基于无序的多通道局域光放大器，以增益反射器-腔结构为基础，调整增益反射器-腔结构的无序因子以改变通道强度因子和分离因子，从而确定反射器的反射系数和/或腔的光学厚度和/或反射器及腔的增益，获得放大通道位置及放大倍数稳定且可实时独立可调的局域光放大器；
对增益进行改变是进行实时无序补偿是局域光放大器稳定放大的关键；
所述增益反射器-腔结构包括N+1个反射器(R1,R2,…,RN+1)和N个腔(C1,C2,…,CN)，增益存在任意地N+1个反射器(R1,R2,…,RN+1)和/或N个腔(C1,C2,…,CN)上；
其中，所述增益反射器-腔结构的无序因子包括反射器的无序因子(α1,α2,…,αN+1)、腔的无序因子(β1,β2,…,βN)和反射器及腔的增益无序因子(A1,A2,…,A2N+1)：
和(r1,r2,…,rN+1)分别为增益反射器-腔结构中各反射器从左至右的有序和无序反射系数，和(l1,l2,…,lN)分别为增益反射器-腔结构中各腔从左至右的有序和无序光学厚度，(g1,g2,…,g2N+1)和分别为增益反射器-腔结构中各反射器及腔从左至右的有序和无序增益。
反射器的无序因子指的是反射器的反射系数，腔的无序因子指的是腔的光学厚度，反射器及腔的增益无序因子指的是施加到反射器及腔的增益(或泵浦功率)。
局域光放大器通道波长的透过放大倍数对于分离因子的变化及其敏感，且与强度因子呈正相关关系；其左/右反射放大倍数随透过放大倍数变化。
具体来说，局域光放大器通道波长的放大倍数的分离因子小于10-3，强度因子大于50；局域光放大器通道外波长的分离因子大于10-2且强度因子小于20，同时；
其中，λ0为设计中心波长；对于局域光放大器的任一通道波长或通道外波长λj，fdev(λj)为分离因子，fint(λj)为强度因子；
(S1,S2,…,S2N+2)为局域光放大器中从左至右的各反射器面；
为光左入射和右入射到反射器-腔结构时各个面的强度分离度，IL(S1,S2,…S2N+2；λj)和分别为光从左入射到反射器-腔结构时各个面的强度和归一化强度，IR(S1,S2,…S2N+2；λj)和分别为光从右入射到反射器-腔结构时各个面的强度和归一化强度；
是指光左入射和右入射到反射器-腔结构时各个面的强度分离度的和；
max[IL(S1,S2,…S2N+2；λj)]是指光从左入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强度；
max[IR(S1,S2,…S2N+2；λj)]是指光从右入射到反射器-腔结构时各个面中的最大强度；
max[IL(S1,S2,…S2N+2；λj)+IR(S1,S2,…S2N+2；λj)]是指光从左入射到反射器-腔结构时各个面强度加上光从右入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强度；
所述反射器-腔结构的强度和透过率采用耦合模方程或传输矩阵计算获得。
分离因子决定光是否放大，而强度因子决定光放大倍数；
所述局域光放大器通道波长的分离因子小于10-3，强度因子大于50，是指局域光放大器所有通道波长的分离因子都小于10-3，强度因子都大于50；
所述局域光放大器通道外波长的分离因子大于10-2，强度因子小于20，是指局域光放大器所有通道外波长的分离因子都大于10-2，强度因子都小于20。
所述增益反射器-腔结构至少包括增益分层介质或增益光纤Bragg光栅阵列；
所述增益分层介质结构是指介质界面为反射器，介质层为腔，增益施加于介质层；
所述增益光纤Bragg光栅阵列是指光纤Bragg光栅为反射器，光纤段为腔，增益施加于光纤Bragg光栅或光纤段。
所述增益反射器-腔结构的局域光放大器包含透射放大、左反射放大和右反射放大3种工作模式；其中透射放大和左反射放大对应光从左侧入射，透射放大和右反射放大对应光从右侧入射；
所述增益反射器-腔结构的局域光放大器的增益是指泵浦对光的放大减去材料对光的吸收的静增益。
所述增益反射器-腔结构的局域光放大器的放大倍数与对增益反射器-腔结构的增益或泵浦功率不存在简单的正相关关系，在工作过程中改变泵浦功率或增益会导致放大倍数的无规则变化；
所述增益反射器-腔结构的局域光放大器的无序补偿包括反射器无序补偿、腔无序补偿和增益无序补偿，其中反射器无序补偿和腔无序补偿通过对增益反射器-腔结构施加外部作用实现，增益无序补偿通过改变对增益反射器-腔结构的泵浦条件来实现。
所述外部作用包括拉力、压力、温度等，即通过改变反射器-腔结构受到的外力或外部环境影响，从而改变反射器无序补偿和腔无序补偿。
所述增益反射器-腔结构的局域光放大器的无序设计和无序补偿所用原理和方法一致，无序补偿是为了保证局域光放大器在不同工作条件下的稳定放大或者对放大性能进行实时控制而进行的实时设计。
所述增益反射器-腔结构的局域光放大器可采用各种吸收率材料制成，需满足的条件是总增益大于0，即泵浦对光的总体放大大于材料对光的总体吸收。
所述增益反射器-腔结构的局域光放大器可采用各种吸收率材料制成，需满足的条件是总增益大于0，即泵浦对光的总体放大大于材料对光的总体吸收。
一种基于无序的多通道局域光放大器的补偿方法，对基于无序的多通道局域光放大器进行设计，实现无序补偿，包括以下几个步骤：
步骤1：获取增益反射器-腔结构的无序因子；
所述无序因子包括反射器的反射系数、腔的光学厚度的无序因子和反射器及腔的增益无序因子；
步骤2：在当前无序因子设置下，计算局域光放大器中所有通道波长和通道外波长λj的分离因子fdev(λj)和强度因子fint(λj)；
(S1,S2,…,S2N+2)为局域光放大器中从左至右的各反射器面；
为光左入射和右入射到反射器-腔结构时各个面的强度分离度，IL(S1,S2,…S2N+2；λj)和分别为光从左入射到反射器-腔结构时各个面的强度和归一化强度，IR(S1,S2,…S2N+2；λj)和分别为光从右入射到反射器-腔结构时各个面的强度和归一化强度；
是指光左入射和右入射到反射器-腔结构时各个面的强度分离度的和；
max[IL(S1,S2,…S2N+2；λj)]是指光从左入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强度；
max[IR(S1,S2,…S2N+2；λj)]是指光从右入射到反射器-腔结构时各个面中的最大强度；
max[IL(S1,S2,…S2N+2；λj)+IR(S1,S2,…S2N+2；λj)]是指光从左入射到反射器-腔结构时各个面强度加上光从右入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强度；
所述增益反射器-腔结构的强度采用耦合模方程或传输矩阵计算获得；
步骤3：在当前无序因子设置下，判断是否满足如下判据1所设条件，若满足任一判据，则当前无序因子设置即为所需的无序因子设置，调整优化过程结束，若不满足，继续步骤4：
判据1：以通道分离因子和强度因子作为判断指标，所有通道对应波长的分离因子都小于10-3和强度因子都大于50，同时所有通道外波长的分离因子都大于10-2和强度因子都小于20；
步骤4：调整增益反射器-腔结构的无序因子；
步骤5：在调整后的无序因子设置下，计算局域光放大器中所有通道波长和通道外波长λj的透过率T(λj)、左反射放大倍数RL(λj)、右反射放大倍数RR(λj)、分离因子fdev(λj)和强度因子fint(λj)；
步骤6：判断相对于调整前的无序因子设置具有的判据1或判据2，调整后的无序因子是否满足判据2，若满足，则将调整后的无序因子设置作为下一次无序因子调整的基础，返回步骤3；若不满足，则将调整前的无序因子设置作为下一次无序因子调整的基础，返回步骤4：
判据2：所有通道波长的分离因子都较调整前更小和强度因子都较调整前更大，同时所有通道外波长的分离因子都较调整前更大和强度因子都较调整前更小；
其中，特定通道的目标强度因子由其通道的具体放大要求决定。
有益效果
本发明提供了一种基于无序的多通道局域光放大器及其方法，该局域光放大器以无序的增益反射器-腔结构为实现平台，利用无序引发的Anderson局域效应，通过大量的研究，基于客观存在的Anderson局域效应中创造性提出了局域光放大器的设计指标-分离因子和强度因子，这与现有技术中的设计思路截然不同；本发明提出的无序调整是对增益反射器-腔结构中的每个单元同时进行不同的调节，并以分离因子和强度因子作为调节效果的判据。局域光放大器仅对处于局域态的通道波长进行有效放大，具有良好的波长选择性，且小的增益可以实现很大的放大倍数。
局域光放大器的放大倍数由分离因子和强度因子决定，与增益并无简单的正相关关系；改变增益可导致分离因子和强度因子的无规则变化，进而导致放大倍数的无规则变化，因此对增益进行改变是进行无序补偿是局域光放大器稳定放大的关键。
局域光放大器与传统光放大器的主要区别在于其放大倍数与增益或泵浦功率不存在正相关关系，在工作过程中改变增益或泵浦功率会导致放大倍数的无规则变化，本发明正是发现了这一规律，所以提出了需要对改变增益或泵浦功率所造成的影响进行无序补偿。所谓无序补偿即实时的无序设计。局域光放大器具有3种工作模式：透过放大模式、左反射放大模式和右反射放大模式。局域光放大器仅对处于局域态的通道波长进行有效放大，具有良好的波长选择性，且小的增益可以实现很大的放大倍数。反射器‐腔结构可以对应多种物理实现，可以良好满足不同应用场景的需求。
该局域光放大器的设计通过调整增益反射器-腔结构的无序，并以分离因子和强度因子作为无序调节效果的判据；通过对增益反射器-腔结构的无序的多次调整优化过程，最终使得所有通道波长和通道外波长都达到预先设定的分离因子和强度因子，放大性能上体现为通道波长处大于5的透过放大倍数和通道外波长外小于2的透过放大倍数。所采用增益反射器-腔结构可以对应多种物理实现，包括基于增益分层介质实现以及基于增益光纤Bragg光栅阵列实现。基于增益分层介质的局域光放大器可以实现宽光谱范围内(百nm级)的一个或多个光放大通道，任一通道宽度为nm级，基于增益光纤Bragg光栅阵列的局域光放大器可以实现窄光谱范围内(nm级)的一个或多个光放大通道，任一通道宽度为pm级，可以良好满足不同应用场景的需求。
本发明提出的局域光放大器在系统结构确定的情况通过调节无序因子即可实现单个或多个通道的独立调节。本发明提出的局域光放大器的设计自由度包括通道数量、通道位置以及通道宽度，可满足不同领域的相关需求；通过对腔无序、反射器无序或增益无序的实时补偿，可以实现局域光放大器在不同工作条件下的稳定放大，也可以实现局域光放大器的多个通道的独立实时可调。
附图说明
图1为无序的增益反射器-腔结构示意图；
图2为实例1中增益反射器-腔结构采用增益分层介质的示意图；
图3为实例2中增益反射器-腔结构采用增益光纤Bragg光栅阵列的示意图；
图4为基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的腔无序因子示意图；
图5为基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的透过放大倍数示意图；
图6为基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的左反射放大倍数示意图；
图7为基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的右反射放大倍数示意图；
图8为基于增益分层介质的反射器无序补偿设计局域光放大器的介质层折射率示意图；
图9为基于增益分层介质的反射器无序补偿设计局域光放大器的透过放大倍数示意图；
图10为基于增益分层介质的增益无序补偿设计局域光放大器的增益无序因子示意图；
图11为基于增益分层介质的增益无序补偿设计局域光放大器的透过放大倍数示意图；
图12为基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的腔无序因子示意图；
图13为基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的透过放大倍数示意图；
图14为基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的左反射放大倍数示意图；
图15为基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的右反射放大倍数示意图；
图16为基于增益光纤Bragg光栅阵列的反射器无序补偿设计局域光放大器的反射器无序因子示意图；
图17为基于增益光纤Bragg光栅阵列的反射器无序补偿设计局域光放大器的透过放大倍数示意图；
图18为基于增益光纤Bragg光栅阵列的增益无序补偿设计局域光放大器的增益无序因子示意图；
图19为基于增益光纤Bragg光栅阵列的增益无序补偿设计局域光放大器的透过放大倍数示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
一种基于无序的多通道局域光放大器，以增益反射器-腔结构为基础，调整增益反射器-腔结构的无序因子以改变通道强度因子和分离因子，从而确定反射器的反射系数和/或腔的光学厚度和/或反射器-腔结构的增益，获得放大通道位置及放大倍数稳定且可实时独立可调的局域光放大器；
一旦无序因子确定，增益反射器-腔结构中的反射器的反射系数、腔的光学厚度、反射器及腔的增益也相应确定；
所述增益反射器-腔结构包括N+1个反射器(R1,R2,…,RN+1)和N个腔(C1,C2,…,CN)，所有N+1个反射器(R1,R2,…,RN+1)和N个腔(C1,C2,…,CN)上都可以有增益，如图1所示；
其中，所述增益反射器-腔结构的无序因子包括反射器的无序因子(α1,α2,…,αN+1)、腔的无序因子(β1,β2,…,βN)和反射器及腔的增益无序因子(A1,A2,…,A2N+1)：
和(r1,r2,…,rN+1)分别为增益反射器-腔结构中各反射器从左至右的有序和无序反射系数，和(l1,l2,…,lN)分别为增益反射器-腔结构中各腔从左至右的有序和无序光学厚度，(g1,g2,…,g2N+1)和分别为增益反射器-腔结构中各反射器及腔从左至右的有序和无序增益。
信号光可以从左侧进入增益反射器-腔结构，然后从右侧透过或从左侧反射，右侧透过信号光功率与左入射信号光功率的比值称为右透过放大倍数，左侧反射信号光功率与左入射信号光功率的比值称为左反射放大倍数；信号光也可以从右侧进入增益反射器-腔结构，然后从左侧透过或从右侧反射，左侧透过信号光功率与右入射信号光功率的比值称为左透过放大倍数，右侧反射信号光功率与右入射信号光功率的比值称为右反射放大倍数。同一个增益反射器-腔结构的右透过放大倍数和左透过放大倍数相同，统称为透过放大倍数，而其左反射放大倍数和右反射放大倍数则一般不同。
增益反射器-腔结构至少包括增益分层介质或增益光纤Bragg光栅阵列两种物理实现形式，增益分层介质(如图2所示)和增益光纤Bragg光栅阵列(如图3所示)。光入射到增益分层介质或增益光纤Bragg光栅阵列时，设定单色入射强度为1。
对于分层介质，介质界面作为反射器而介质层作为腔；对于光纤Bragg光栅阵列，光纤Bragg光栅作为反射器，光纤段作为腔。
对于分层介质，介质界面作为反射器，反射器Ri的反射系数为ri＝(ni-1-ni)/(ni-1+ni)，其中ni-1为处于第i-1层介质的折射率，ni为第i层介质的折射率；介质层作为腔，腔Ci的光学厚度为li＝nidi，其中di为厚度。反射器的无序因子改变对应于介质折射率的改变，腔的无序因子改变对应于介质层的光学厚度的改变，增益无序因子的改变对应于泵浦条件的改变。
用于局域光放大器设计的增益分层介质(无序因子均为1时)：由50层折射率为2.1或1.4的交替介质层组成，介质界面的增益都设为0(因介质界面没有物理厚度)，介质层的增益都设为10-6/nm，环境介质设定为的空气(折射率为1)，设计中心波长为λ0＝1550nm，每个介质层的光学厚度均为λ0/4。基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器提供了5个设计实例。图4为基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的无序因子，图5基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的透过放大通道及倍数，图6基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的左反射放大通道及倍数，图7基于增益分层介质的腔无序补偿设计局域光放大器的右反射放大通道及倍数。
设计1-5的设定工作光谱范围为1400-1700nm。设计1为腔无序结构，其反射器有序和增益有序。设计2-5通过腔无序补偿进一步改变了设计1具有的腔无序。
设计1具有2个透过放大通道，其位置为1500nm和1600nm，其放大倍数为73.6和75.3；设计1具有2个与其透过放大通道位置一致的左反射放大通道，其放大倍数为95.6和34.8，以及2个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为33.9和98.2；
设计2具有1个透过放大通道，其位置为1500nm，其放大倍数为140.9；设计2具有1个与其透过放大通道位置一致的左反射放大通道，其放大倍数为187.4，以及1个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为73.7；
设计3具有1个透过放大通道，其位置为1600nm，其放大倍数为170.1；设计3具有1个与其透过放大通道位置一致的左反射通道，其放大倍数为84.8，以及1个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为245.1；
设计4具有0个透过放大通道，0个左反射放大通道和0个右反射放大通道；
设计5具有2个透过放大通道，其位置为1500nm和1615nm，其放大倍数为166.0和107.5；设计5具有2个与其透过放大通道位置一致的左反射通道，其放大倍数为447.3和70.6，以及2个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为69.7和109.3；
通过腔无序补偿，从设计1到设计2，放大通道1位置不变而放大通道2被关闭；从设计1到设计3，放大通道1被关闭而放大通道2位置不变被关闭；从设计1到设计4，放大通道1和放大通道2都被关闭；从设计1到设计5，放大通道1位置不变而放大通道2位置从1600nm移动到1615nm。
由设计1-5可知，当增益分层介质作为局域光放大器时，总有与其透过通道位置一致的左反射放大通道和右反射放大通道。下面在反射器无序补偿和增益无序补偿设计局域光放大器时时，只讨论透射放大通道。
基于增益分层介质的反射器无序补偿提供了5个设计实例。图8为基于增益分层介质的反射器无序补偿设计局域光放大器的无序因子，图9为基于增益分层介质的反射器无序补偿设计局域光放大器的透过放大通道及倍数。
设计1和设计6-9的设定工作光谱范围为1400-1700nm。设计1为腔无序结构，其反射器有序和增益有序。设计6-9通过反射器无序补偿改变了设计1具有的反射器有序。
设计1具有2个透过放大通道，其位置为1500nm和1600nm，其放大倍数为73.6和75.3；
设计6具有1个透过放大通道，其位置为1500nm，其放大倍数为6920.1；
设计7具有1个透过放大通道，其位置为1600nm，其放大倍数为4737.6；
设计8具有0个透过放大通道；
设计9具有2个透过放大通道，其位置为1485nm和1600nm，其放大倍数为89.0和89.2；
通过反射器无序补偿，从设计1到设计6，放大通道1位置不变而放大通道2被关闭；从设计1到设计7，放大通道1被关闭而放大通道2位置不变被关闭；从设计1到设计8，放大通道1和放大通道2都被关闭；从设计1到设计9，放大通道1位置从1500nm移动到1485nm而放大通道2位置不变。
基于分层介质的增益无序补偿设计局域光放大器提供了4个设计实例。图10为基于分层介质的反射器无序补偿设计局域光放大器的增益无序因子，图11为基于分层介质的反射器无序补偿设计局域光放大器的透过放大通道及倍数。
设计1和设计10-12的设定工作光谱范围为1400-1700nm。设计1为腔无序结构，其反射器有序和增益有序。设计10-12通过增益无序补偿改变了设计1具有的增益有序。
设计1具有2个透过放大通道，其位置为1500nm和1600nm，其放大倍数为73.6和75.3；
设计10具有1个透过放大通道，其位置为1500nm，其放大倍数为50157.8；
设计11具有1个透过放大通道，其位置为1600nm，其放大倍数为10007.9；
设计12具有0个透过放大通道；
通过增益无序补偿，从设计1到设计10，放大通道1位置不变而放大通道2被关闭；从设计1到设计11，放大通道1被关闭而放大通道2位置不变被关闭；从设计1到设计12，放大通道1和放大通道2都被关闭；增益无序补偿不能实现通道位置的改变。
对于光纤Bragg光栅阵列，光纤Bragg光栅作为反射器，反射器Ri的反射系数为ri＝-tanh(|qi|Δi)qi*/|qi|，其中qi＝ηπΔniexp(iθi)/λ0为复耦合系数，Δni为折射率改变，θi为相位，λ0为Bragg波长，Δi为长度；光纤段作为腔，腔Ci的的光学厚度为li＝neffdi，其中neff为光纤的有效折射率，di为厚度。反射器的无序因子的改变对应于光纤Bragg光栅的长度改变，腔的无序因子的改变对应于光纤段的光学厚度的改变，增益无序因子的改变对应于泵浦条件的改变。
用于局域光放大器设计的光纤Bragg光栅阵列(无序因子均为1时)：由20个光纤Bragg光栅组成，中间被19个光纤段分开。单个光纤Bragg光栅的参数：光纤有效折射率为1.446，折射率改变为10-4，相位为0，Bragg波长1550nm，长度3mm；光纤Bragg光栅和光纤段的增益都设为10-9/nm。设计中心波长为λ0＝1550nm，每个光纤段的光学厚度均为λ0/2。
基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器提供了5个设计实例。图12为基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的无序因子，图13基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的透过放大通道及倍数，图14基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的左反射放大通道及倍数，图15基于增益光纤Bragg光栅阵列的腔无序补偿设计局域光放大器的右反射放大通道及倍数。
设计13-17的设定工作光谱范围为1549.95-1550.05nm。设计13为腔无序结构，其反射器有序和增益有序。设计14-17通过腔无序补偿进一步改变了设计1具有的腔无序。
设计13具有2个透过放大通道，其位置为1549.98nm和1550.02nm，其放大倍数为134.1和126.5；设计13具有2个与其透过放大通道位置一致的左反射放大通道，其放大倍数为47.2和483.4，以及2个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为571.2和48.5；
设计14具有1个透过放大通道，其位置为1549.98nm，其放大倍数为1554.3；设计14具有1个与其透过放大通道位置一致的左反射放大通道，其放大倍数为392.1，以及1个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为7008.1；
设计15具有1个透过放大通道，其位置为1550.02nm，其放大倍数为875.3；设计15具有1个与其透过放大通道位置一致的左反射通道，其放大倍数为3312.1，以及1个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为272.7；
设计16具有0个透过放大通道，0个左反射放大通道和0个右反射放大通道；
设计17具有2个透过放大通道，其位置为1549.98nm和1550.03nm，其放大倍数为476.7和465.7；设计17具有2个与其透过放大通道位置一致的左反射通道，其放大倍数为131.1和1607.9，以及2个与其透过放大通道位置一致的右反射放大通道，其放大倍数为2165.5和154.5；
通过腔无序补偿，从设计13到设计14，放大通道1位置不变而放大通道2被关闭；从设计13到设计15，放大通道1被关闭而放大通道2位置不变被关闭；从设计13到设计16，放大通道1和放大通道2都被关闭；从设计13到设计17，放大通道1位置不变而放大通道2位置从1550.02nm移动到1550.03nm。
由设计13-17可知，当增益光纤Bragg光栅阵列作为局域光放大器时，总有与其透过通道位置一致的左反射放大通道和右反射放大通道。下面在反射器无序补偿和增益无序补偿设计局域光放大器时时，只讨论透射放大通道。
基于增益光纤Bragg光栅阵列的反射器无序补偿提供了5个设计实例。图17为基于增益光纤Bragg光栅阵列的反射器无序补偿设计局域光放大器的无序因子，图18为基于增益光纤Bragg光栅阵列的反射器无序补偿设计局域光放大器的透过放大通道及倍数。
设计13和设计18-21的设定工作光谱范围为1549.95-1550.05nm。设计13为腔无序结构，其反射器有序和增益有序。设计18-21通过反射器无序补偿改变了设计1具有的反射器有序。
设计13具有2个透过放大通道，其位置为1549.98nm和1550.02nm，其放大倍数为134.1和126.5；
设计18具有1个透过放大通道，其位置为1549.98nm，其放大倍数为891.1；
设计19具有1个透过放大通道，其位置为1550.02nm，其放大倍数为807.3；
设计20具有0个透过放大通道，0个左反射放大通道和0个右反射放大通道；
设计21具有2个透过放大通道，其位置为1549.98nm和1550.01nm，其放大倍数为879.0和604.0；
通过反射器无序补偿，从设计13到设计18，放大通道1位置不变而放大通道2被关闭；从设计13到设计19，放大通道1被关闭而放大通道2位置不变被关闭；从设计13到设计20，放大通道1和放大通道2都被关闭；从设计13到设计21，放大通道1位置不变而放大通道2位置从1550.02nm移动到1550.01nm。
基于增益光纤Bragg光栅阵列的增益无序补偿设计局域光放大器提供了4个设计实例。图18为基于增益光纤Bragg光栅阵列的反射器无序补偿设计局域光放大器的增益无序因子，图19为基于增益光纤Bragg光栅阵列的反射器无序补偿设计局域光放大器的透过放大通道及倍数。
设计13和设计22-24的设定工作光谱范围为1549.95-1550.05nm。设计13为腔无序结构，其反射器有序和增益有序。设计22-24通过增益无序补偿改变了设计1具有的增益有序。
设计13具有2个透过放大通道，其位置为1549.98nm和1550.02nm，其放大倍数为134.1和126.5；
设计22具有1个透过放大通道，其位置为1549.98nm，其放大倍数为3571.5；
设计23具有1个透过放大通道，其位置为1550.02nm，其放大倍数为907.5；
设计24具有0个透过放大通道，0个左反射放大通道和0个右反射放大通道；
通过增益无序补偿，从设计13到设计22，放大通道1位置不变而放大通道2被关闭；从设计13到设计23，放大通道1被关闭而放大通道2位置不变被关闭；从设计13到设计24，放大通道1和放大通道2都被关闭；增益无序补偿不能实现通道位置的移动。
综上所述，当增益反射器‐腔结构作为局域光放大器时，其放大通道及倍数对于具体反射器参数、腔参数和增益参数都非常敏感，局域光放大器的稳定工作需要对反射器无序和/或腔无序和/或增益无序进行补偿；另外，对反射器无序和/或腔无序和/或增益无序进行补偿可以实现放大通道及倍数的独立实时控制，可有效满足不同领域的具体需求。
参考文献
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