[发明专利]基于环状光纤的分布式光多载波发生装置及工作方法

权利要求书

1.一种基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，其特征在于，所述装置包括脉冲光源、泵浦光源、掺饵光纤放大器、光子晶体光纤、相位匹配器、耦合器、参量光纤、光开关；

所述光子晶体光纤、相位匹配器、参量光纤均具有一个输入端和一个输出端，所述掺饵光纤放大器、耦合器均具有两个输入端和一个输出端，所述光开关具有一个输入端和两个输出端；

所述掺饵光纤放大器的两个输入端分别连接所述脉冲光源和所述光开关的其中一个输出端，所述掺饵光纤放大器的输出端连接光子晶体光纤的输入端，所述光子晶体光纤的输出端与相位匹配器的输入端连接；

所述耦合器的两个输入端分别连接泵浦光源和所述相位匹配器的输出端，所述耦合器的输出端连接至参量光纤的输入端，所述参量光纤的输出端与光开关的输入端连接；

所述光开关不与掺饵光纤放大器连接的输出端作为整个发生装置的输出端；

所述脉冲光源发出的脉冲光经掺饵光纤放大器进行功率放大后进入光子晶体光纤，发生多载波正向参量过程迭代以生成多个光载波信号；

所述多个光载波信号经相位匹配器进行相位匹配后，与泵浦光源发出的泵浦光耦合，耦合后的混合光信号进入参量光纤发生反向参量效应以完成能量转移；完成能量转移后的光载波信号进入光开关，满足输出条件的直接输出，否则，进入掺饵光纤放大器重复前述过程。

2.根据权利要求1所述的基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，其特征在于，所述光子晶体光纤采用高非线性光纤。

3.根据权利要求1所述的基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，其特征在于，所述光子晶体光纤为双零色散光纤。

4.根据权利要求1所述的基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，其特征在于，所述参量光纤为负色散平坦光纤。

5.根据权利要求1所述的基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，其特征在于，所述耦合后的混合光信号进入参量光纤发生反向参量效应以完成能量转移是指，

通过对光载波信号和泵浦光之间相位θ的控制，控制光载波信号和泵浦光在参量光纤中发生反向参量过程时的能量转移方向。

6.根据权利要求5所述的基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，其特征在于，所述通过对光载波信号和泵浦光之间相位θ的控制，控制光载波信号和泵浦光在参量光纤中发生反向参量过程时的能量转移方向是指，

当θ＝-π/2时，能量将从光载波信号转移至泵浦光；在θ＝π/2时，能量从泵浦光转移至光载波信号。

7.根据权利要求1所述的基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，其特征在于，所述相位匹配器的工作过程遵循相位匹配条件κ，所述相位匹配条件满足下述条件：

κ＝Δk M +Δk W +Δk NL ＝0

其中Δk M 、Δk W 、Δk NL 分别表示由材料色散、波导色散和非线性效应对相位失配的贡献。

8.一种基于环状光纤的分布式光多载波发生装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：

启动脉冲光源，将脉冲光经掺饵光纤放大器进行功率放大后导入光子晶体光纤中，所述脉冲光在光子晶体光纤中发生多载波正向参量过程迭代以生成新的光载波信号，直至每个光载波信号的功率低于第一功率阈值；

将生成的光载波信号导入相位匹配器进行相位调整，以使光载波信号的相位与泵浦光源发出的泵浦光的相位相匹配；

将调整相位后的光载波信号与泵浦光源发出的泵浦光耦合，耦合后的混合光信号进入参量光纤发生反向参量效应，将泵浦光的能量转移至光载波信号以使光载波信号的功率放大；

将功率放大后的光载波信号导入光开关进行路径选择以判断继续进行前述参量过程循环或者直接输出；

当功率放大后的光载波信号的功率小于第二功率阈值时，将光载波信号发送至光开关与掺饵光纤放大器连接的输出端；否则，将光载波信号发送至光开关的另一个输出端。