[发明专利]一种基于模间四波混频的少模多信道全光噪声抑制装置

权利要求书

1.一种基于模间四波混频的少模多信道全光噪声抑制装置，其特征在于，包括汇聚耦合单元，以及分别与所述汇聚耦合单元通过自由空间耦合的泵浦预处理单元、若干个信号预处理单元和少模再生单元；

所述泵浦预处理单元用于对连续泵浦光进行偏振、功率和模式控制，产生高功率再生基模泵浦光，并将产生的高功率再生基模泵浦光传输至汇聚耦合单元；

每个所述信号预处理单元用于对注入的劣化信号进行偏振态和模式的调控，产生多路高阶劣化信号，并将多路高阶劣化信号传输至汇聚耦合单元，且所述信号预处理单元的数量与劣化信号的路数保持一致；

所述汇聚耦合单元用于对同时接收的高功率再生基模泵浦光与多路劣化信号进行空间耦合对准处理，并将经对准处理后的高功率再生基模泵浦光与多路劣化信号传输至少模再生单元；

所述少模再生单元用于对多路劣化信号和高功率再生基模泵浦光进行模间四波混频处理，获得多路再生信号；

所述泵浦预 处理单元包括依次连接的泵浦激光器、第一偏振控制器、高功率放大器以及第一模式转换子单元，其中：所述泵浦激光器、第一偏振控制器、高功率放大器以及第一模式转换的输入端均由基模光纤互联，所述第一模式转换子单元的输出端为自由空间输出；

每个所述信号预处理单元包括第二偏振控制器，以及与所述第二偏振控制器连接的第二模式转换子单元；所述第二偏振控制器和第二模式转换子单元的输入端由基模光纤连接，所述第二模式转换子单元的输出端为自由空间输出端；

所述汇聚耦合单元包括分别与第一模式转换子单元以及若干个第二模式子单元通过自由空间耦合的汇聚透镜，以及与所述汇聚透镜通过自由空间互联的准直子单元，且所述准直子单元置于所述汇聚透镜的焦点位置；

所述少模再生单元包括与所述准直子单元耦合的高非线性少模光纤、与所述高非线性少模光纤通过光纤连接的模式分离子单元以及与所述模式分离子单元分别通过光纤连接的若干个滤波器以及止光器，其中：所述滤波器的数量与劣化信号的路数保持一致。

2.根据权利要求1所述的基于模间四波混频的少模多信道全光噪声抑制装置，其特征在于，所述泵浦激光器用于产生指定波长的基模连续光，并将产生的基模连续光传输至第一偏振控制器；

所述第一偏振控制器用于对接收的基模连续光进行偏振态调控，保证泵浦偏振态与劣化信号偏振态一致，并将调控后的基模连续光传输至高功率放大器；

所述高功率放大器用于提高接收的基模连续光的泵浦功率，达到多路信号同时再生所需的注入泵浦功率，并将高功率的基模泵浦光传输至第一模式转换子单元；

所述第一模式转换子单元用于对所述高功率的基模泵浦光进行基模光纤基模到少模光纤基模的模式转换，并将所述泵浦能量集中至少模光纤纤芯的中心位置，产生模间四波混频所需的高功率再生基模泵浦光。

3.根据权利要求1所述的基于模间四波混频的少模多信道全光噪声抑制装置，其特征在于，所述第二偏振控制器用于将输入的劣化信号进行偏振态调控处理，保证劣化信号的偏振态与泵浦偏振态一致，并将调控后的劣化信号传输至第二模式转换子单元；

所述第二模式转换子单元用于对调控后的劣化信号进行基模光纤基模到少模光纤高阶模的模式转换，产生多路高阶劣化信号。

4.根据权利要求1所述的基于模间四波混频的少模多信道全光噪声抑制装置，其特征在于，所述汇聚透镜用于通过自由空间，将模间四波混频过程所需的高功率再生基模泵浦光以及多路高阶劣化信号汇聚于所述汇聚透镜的焦点上；

所述准直子单元用于将汇聚后的各路高功率再生基模泵浦光与多路高阶劣化信号耦合至少模再生单元。

5.根据权利要求1所述的基于模间四波混频的少模多信道全光噪声抑制装置，其特征在于，所述高非线性少模光纤用于将高功率再生基模泵浦光与各路高阶劣化信号进行模间四波混频处理，产生高阶四波混频产物，并将输入至高非线性少模光纤的所有光以及高阶四波混频产物输入至模式分离子单元；

所述模式分离子单元用于根据接收的所有光以及高阶四波混频产物，提取相同模式的光，并将所述相同模式的光传输至滤波器；

每个所述滤波器用于从所述相同模式的光中选出再生信号；

所述止光器用于吸收残留的基模泵浦光；

所述所有光包括：高功率再生基模泵浦光与多路高阶劣化信号。