[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

说明书

本发明公开了一种基于环状光纤的分布式光多载波发生装置及工作方法，利用两种不同类型的光纤来激发参量过程：当参量过程调节为更有利于激发闲频光的正向参量过程时，载波数量增多；而参量过程调节为反向参量过程时，载波的功率则会得到放大。本发明通过将两种光纤接入到环状的光纤链路中，实现正向参量过程和反向参量过程的循环，当多载波的数量和功率满足需要时，通过光开关结束循环。本发明能够通过正向参量过程和反向参量过程，能有效提高多载波数目以及载噪比，在传输系统中通过使用多载波光源，可以大大减少激光器的数量；另外，使用环状光纤，通过对两种光纤的循环利用，又极大的减少的系统的成本。

技术领域

本发明涉及多载波发射技术领域，具体而言涉及一种基于环状光纤的分布式光多载波发生装置及工作方法。

背景技术

随着信息技术一日千里的迅速发展，人们对以视频需求为代表的宽带多媒体的需求日益增加。而光子晶体光纤的出现，为解决这一需求提供了新的可能，这是因为脉冲激光与光子晶体光纤的结合，可以实现用较低成本完成大带宽、超平坦的多载波信号的输出。而要想构建大容量高频谱效率通信系统，我们需要以超信道为基础。在超信道Tb/s传输系统中，有固定频率的多载波光源是一个非常重要的子系统，这是由于其子载波之间没有相对频漂，超信道系统不仅能够使激光器数目得到很大的减少，还可以完全移除保护间隔，使系统能达到更高的频谱效率。又因为多载波光源具有频率或者相位锁定的特点，所以多个同步的接收机之间可以进行联合的DSP平衡，如补偿频偏、相位噪声以及非线性估计等，从而获得更好的均衡效果。与传统的激光器相比，超信道系统具有更宽的光谱范围，并且具有更高的光束质量、亮度以及更好的光谱平坦度。

通常，多载波光源面临的问题是在载波数目增多时，功率会逐渐降低，当功率低于四波混频的阈值时，就不能进一步激发新的载波，所以发生的载波数量有限。所以我们需要对载波进行功率放大，但在增大载波功率后载噪比较差。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于环状光纤的分布式光多载波发生装置及工作方法，利用两种不同类型的光纤来激发参量过程：当参量过程调节为更有利于激发闲频光的正向参量过程时，载波数量增多；而参量过程调节为反向参量过程时，载波的功率则会得到放大。本发明通过将两种光纤接入到环状的光纤链路中，实现正向参量过程和反向参量过程的循环，当多载波的数量和功率满足需要时，通过光开关结束循环。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于环状光纤的分布式光多载波发生装置，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。

进一步的实施例中，所述光子晶体光纤采用高非线性光纤。

进一步的实施例中，所述光子晶体光纤为双零色散光纤。